Un raro duende rojo (un evento luminoso transitorio) fotografiado por astronautas desde la Estación Espacial Internacional sobre una poderosa tormenta. Crédito: NASA/Nichole Ayers
Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional han capturado imágenes asombrosas de extrañas tormentas eléctricas que ocurren muy por encima de las nubes de la Tierra, y las fotografías publicadas por NASA están revelando un lado oculto de la atmósfera de nuestro planeta que pocas personas han visto jamás. Los breves destellos (rojos, azules y violetas brillantes) aparecen muy por encima de las tormentas eléctricas y duran sólo milisegundos, pero desde la órbita parecen fuegos artificiales surrealistas que iluminan el borde del espacio.
Los fenómenos, conocidos como eventos luminosos transitorios (TLE), ocurren tan alto sobre la Tierra que son casi imposibles de observar desde la Tierra. Pero gracias a las cámaras especializadas de la Estación Espacial Internacional (ISS), los científicos finalmente pueden observar con claridad estos misteriosos destellos y tratar de comprender lo que podrían significar para el clima, la aviación e incluso las comunicaciones por radio.
Las extrañas tormentas eléctricas que la mayoría de la gente nunca ve
La mayoría de nosotros sólo experimentamos tormentas desde abajo: un trueno y un destello de relámpago a través del cielo. Pero por encima de esas nubes, puede suceder algo aún más extraño.
Los científicos han identificado varios tipos de eventos eléctricos que ocurren hasta aproximadamente 55 millas (unos 90 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra. Entre ellos se encuentran:
- Duendes rojos, estructuras brillantes que aparecen sobre las tormentas eléctricas durante sólo unos milisegundos.
- Chorros azules, que se disparan desde las nubes de tormenta hacia la estratosfera.
- Halos y anillos ultravioleta, a veces llamados ELFOS, que se expanden rápidamente en la atmósfera superior
Estos destellos son increíblemente rápidos y débiles, por lo que durante mucho tiempo se los consideró casi míticos. Durante décadas, aparecieron principalmente en informes de pilotos o en fotografías ocasionales tomadas por casualidad.
Ahora, sin embargo, el ISS ha cambiado el juego. Desde su órbita, a unos 400 kilómetros sobre la Tierra, los astronautas y los instrumentos pueden observar las tormentas desde arriba, donde estos extraños estallidos de luz se vuelven mucho más fáciles de detectar.
Un potente instrumento de observación de tormentas en la ISS
Una de las principales herramientas responsables de estos descubrimientos es el Monitor de Interacciones Atmósfera-Espacio (ASIM), un Agencia Espacial Europea Instrumento adjunto al exterior de la estación espacial desde 2018.
ASIM fue construido específicamente para observar rayos y otros eventos eléctricos desde el espacio. Sus cámaras y sensores de alta velocidad son lo suficientemente sensibles como para detectar destellos más pequeños que una uña y que duran sólo una fracción de segundo.
El instrumento ya ha capturado miles de eventos, ayudando a los científicos a comprender cómo la energía de las tormentas puede viajar hacia la ionosfera, una región cargada de la atmósfera importante para las comunicaciones por radio.
Un fenómeno que fascina a los investigadores es la formación de anillos ELVES, enormes círculos de luz ultravioleta en expansión provocados por potentes rayos. Estos anillos pueden extenderse a lo largo de cientos de kilómetros casi instantáneamente, afectando potencialmente el equilibrio eléctrico de la atmósfera superior.
Los astronautas filman tormentas desde el espacio
La tecnología de la ISS no se limita a los instrumentos automatizados.
Los propios astronautas también están ayudando a capturar estos raros eventos. Dentro de la estación se encuentra la Cupola, la famosa cúpula de observación con siete grandes ventanales que ofrecen una vista panorámica de la Tierra.
Utilizando un sistema especial de cámara de alta velocidad como parte del experimento Thor-Davis, los astronautas pueden registrar tormentas distantes a hasta 100.000 fotogramas por segundo. Cuando los científicos reducen la velocidad de las imágenes, pueden estudiar los patrones de ramificación y las estructuras eléctricas de los rayos con extraordinario detalle.
Estas imágenes son más que hermosas: ayudan a los científicos a comparar tormentas reales con experimentos de laboratorio con plasma y electricidad.
Comprender los rayos con tanto detalle podría eventualmente ayudar a mejorar los sistemas diseñados para proteger las redes eléctricas y los aviones de tormentas eléctricas severas.
También se detectan ráfagas invisibles de radiación
Algunas tormentas producen otro efecto sorprendente: destellos terrestres de rayos gamma, ráfagas de radiación que se producen durante los rayos.
Estos destellos son extremadamente breves, pero pueden ser lo suficientemente potentes como para exponer a los aviones que atraviesan una tormenta a una breve ráfaga de radiación comparable a una radiografía médica.
Para estudiar estos eventos, los investigadores han desplegado un pequeño satélite llamado Light-1 desde la Estación Espacial Internacional. El satélite con forma de cubo lleva detectores especializados que rastrean la radiación de alta energía producida durante las tormentas.
Al comparar las mediciones del satélite con las redes de rayos terrestres, los científicos esperan construir un mapa detallado que muestre dónde ocurren con mayor frecuencia estos destellos de rayos gamma.
Por qué son importantes estos descubrimientos
A primera vista, los duendes brillantes y los chorros azules pueden parecer poco más que espectaculares espectáculos de luz natural. Pero los investigadores creen que estos fenómenos podrían tener implicaciones importantes para la tecnología y la ciencia climática.
Debido a que ocurren en la misma región atmosférica utilizada para transmitir señales de radio, estos destellos pueden ocasionalmente perturbar las comunicaciones o los sistemas de navegación.
Los científicos también sospechan que desempeñan un papel en el movimiento de ciertas sustancias químicas entre las capas atmosféricas, lo que podría afectar el ozono y los procesos climáticos.
Dado que se espera que la Estación Espacial Internacional siga funcionando durante varios años más, los científicos dicen que seguirán recopilando datos sobre estos misteriosos eventos.
Cada nueva imagen capturada desde la órbita agrega otra pieza al rompecabezas de cómo interactúan las tormentas con el borde del espacio: un mundo oculto de relámpagos que la mayoría de la gente en la Tierra nunca verá.