Los científicos descifran el misterio de la formación de rayos en las nubes

Más de 270 años después de que Benjamin Franklin descubriera el vínculo entre los rayos y la electricidad, finalmente se ha resuelto el mayor misterio de cómo se forman los rayos a partir de las nubes de tormenta.

Los rayos podrían no tener el origen que creíamos - Foto: AI

Un descubrimiento revolucionario en física atmosférica sugiere que los rayos no son simplemente el resultado de tormentas eléctricas comunes. En cambio, una poderosa reacción en cadena, similar al efecto de una máquina de pinball, podría estar ocurriendo en la atmósfera, lo cual podría ser la clave para desencadenarlos.

Aunque los rayos son un fenómeno familiar, que puede calentar el aire hasta 27.000 grados Celsius, cinco veces la temperatura de la superficie del Sol, los científicos aún no han comprendido completamente su proceso de iniciación desde el interior de las nubes.

En una nueva publicación en la American Geophysical Union , un equipo de investigación internacional dirigido por el profesor Victor Pasko y el estudiante de doctorado Zaid Pervez (Universidad Estatal de Pensilvania, EE.UU.) ha proporcionado por primera vez una explicación precisa y cuantitativa de este fenómeno.

«Nuestro descubrimiento proporciona la primera explicación clara y medible de cómo se originan los rayos en la naturaleza», afirmó Pasko. «Conecta elementos de los rayos X y los campos eléctricos con la física de las avalanchas de electrones».

Según el equipo de investigación, el proceso de iniciación de un rayo es similar a una máquina de pinball invisible dentro de una nube de tormenta. En concreto, los campos eléctricos extremadamente intensos en la nube de tormenta aceleran los electrones libres, provocando su violenta colisión con moléculas de gases como el nitrógeno y el oxígeno.

Estas colisiones producen rayos X y fotones de alta energía, componentes básicos de la luz. Estos fotones liberan nuevos electrones mediante el efecto fotoeléctrico, creando una reacción en cadena conocida como "avalancha de electrones relativista".

Cuando este proceso alcanza un cierto nivel, se forma el rayo.

Sin limitarse a explicar los rayos comunes, el equipo de investigación también amplió la comprensión de un fenómeno más esquivo: el "rayo negro" o destello terrestre de rayos gamma.

Se trata de explosiones de rayos X de alta energía, pero no están acompañadas de luz ni ondas de radio, lo que las hace casi "invisibles" a simple vista y para los radares meteorológicos.

Basándose en simulaciones físicas detalladas, el equipo sugiere que, en las condiciones adecuadas, los rayos X de alta energía producidos por las avalanchas de electrones pueden seguir creando nuevos electrones mediante el efecto fotoeléctrico en el aire. Este proceso ocurre muy rápidamente, generando una potente reacción en cadena autoamplificada, pero no emite luz visible ni una señal de radio distintiva.

Esto explica un fenómeno que ha desconcertado a los científicos durante años: por qué algunas regiones de nubes, aunque parezcan muy oscuras y tranquilas, pueden producir rayos gamma de alta energía.

El descubrimiento no sólo resuelve uno de los misterios más antiguos de la meteorología, sino que también abre el camino para aplicaciones importantes: advertencias de rayos más precisas en el futuro, una mejor comprensión del impacto de los rayos en aeronaves y satélites, y más mejoras en los modelos de pronóstico de clima extremo frente al cambio climático.

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MINH HAI

Fuente: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-giai-ma-bi-an-set-hinh-thanh-tu-may-20250730165942529.htm