Ciencias atmosféricas

Fotografían por primera vez el nacimiento de un jet gigante

Los jets gigantes son las descargas eléctricas más grandes que se conocen, potentes rayos que pueden ascender hasta 90 km de altura. Durante una tormenta en Colombia y con la ayuda de cámaras de alta velocidad, investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña han logrado captar por primera vez desde su inicio uno de estos raros fenómenos.

Secuencia de un jet gigante captado por los investigadores en Colombia
Secuencia de un jet gigante captado por los investigadores en Colombia Grupo de Investigación de Rayos de la UPC

En las regiones tropicales, por encima de las grandes tormentas, a veces se originan las mayores descargas eléctricas que existen: los jets gigantes. Se inician en la nube como un poderoso rayo hacia arriba, creando una forma muy característica, con una parte inferior filamentosa y de color azulado producida por debajo de los 30 km y otra superior muy ramificada de color rojizo que puede alcanzar los 90 km de altitud.

La formación de estos raros fenómenos que, curiosamente, tiene lugar exclusivamente en zonas próximas a los trópicos, es todavía un misterio para la comunidad científica. Solo se puede observar de noche, al igual que otros eventos relacionados, como los jets azules o los denominados duendes o sprites (con forma de zanahoria o columna) y los elfos o elves (con forma de anillo).

Ahora, investigadores del Grupo de Investigación de Rayos de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), junto a un colega de la Universidad Duke (EE UU), han captado por primera vez imágenes del momento preciso en que se forma uno de estos jets gigantescos y luego han seguido su evolución paso a paso.

El descubrimiento del jet y la captación de las imágenes se ha realizado en la costa norte de Colombia. En verano de 2017 los investigadores utilizaron un sistema portátil de cámaras rápidas cerca de la ciudad colombiana de Santa Marta, que operaba a 900 imágenes por segundo.

Las imágenes se han tomado en la costa norte de Colombia con un sistema portátil de cámaras rápidas

Luego, en 2018, se llevó a cabo una segunda campaña en Barranquilla y Cartagena para detectar este fenómeno, en la que se trabajó con un sistema de altísima velocidad, que operó en 5.000 imágenes por segundo.

Una grabación histórica

Con estas cámaras, el investigador Oscar Van der Velde del Grupo de Investigación de Rayos de la UPC hizo un seguimiento minucioso de tormentas en desarrollo, con la esperanza de que apareciera el fenómeno.

El seguimiento dio sus frutos: durante las dos campañas, se produjeron 12 jets gigantes en seis noches distintas, cinco de los cuales fueron registrados con éxito por la cámara de alta velocidad.

La imagen de la formación del jet gigante captada se ha tomado con una resolución temporal de 200 microsegundos y muestra, por primera vez, el primer flash a partir del cual se desencadena. Los resultados se publican en abierto en la revista Nature Communcations.

Este avance es importante para desentrañar los misterios que rodean a estos fenómenos eléctricos

La secuencia de las imágenes demuestra, además, que la formación de un jet gigante se desarrolla paso a paso, experimentado a partir de los 40 km de altura un salto continuo hasta llegar a la ionosfera (90 km).

Según los autores, este hecho histórico es importante para desentrañar los misterios que rodean a los fenómenos eléctricos en la atmósfera y el acoplamiento entre capas atmosféricas, un campo científico todavía muy incipiente.

Así lo reconoce Van der Velde: "Con nuestro trabajo hemos podido aportar una información muy valiosa para entender cómo y por qué se forman, pero lo que pasa dentro de las nubes continúa siendo un misterio. Tampoco sabemos por qué los jets gigantes sólo se forman en la zona de los trópicos. Los modelos actuales para describirlos son todavía muy básicos, por eso las imágenes que captamos con nuestros equipos son muy importantes para la comunidad científica".
 

Referencia bibliográfica: Oscar A. van der Velde, Joan Montanyà, Jesús A. López y Steven A. Cummer. “Gigantic jet discharges evolve stepwise through the middle atmosphere”. Nature Communcations, 25 septiembre de 2019.

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