La primera descripción cuantitativa del proceso revela una reacción en cadena que convierte las nubes de tormenta en un laboratorio de radiación de alta energía
Un grupo internacional de investigadores, liderado por la Universidad Estatal de Pensilvania, ha resuelto el misterio que intrigaba a la ciencia desde el experimento de la cometa de Benjamín Franklin en 1752: cómo se enciende exactamente un rayo dentro de una nube de tormenta. El estudio, publicado en Journal of Geophysical Research, describe por primera vez de forma precisa qué, quién, cuándo, dónde, por qué y cómo se dispara la chispa que llega a calentar el aire hasta cinco veces más que la superficie del Sol.
Un pinball de partículas en las alturas
Dentro de las nubes, potentes campos eléctricos aceleran electrones que chocan contra moléculas de nitrógeno y oxígeno, generando rayos X y sembrando nuevos electrones y fotones de alta energía. El profesor Victor Pasko compara la escena con una “máquina de pinball invisible”: cada impacto libera más proyectiles y multiplica la carga. Esta avalancha, denominada descarga compacta intranube, crea senderos cargados que descienden a gran velocidad hacia la superficie mientras el suelo responde con carga positiva.
La avalancha que lo desencadena todo
El estudiante de doctorado Zaid Pervez explica que la clave está en los fenómenos fotoeléctricos: los rayos X desprenden electrones de las moléculas de aire, y esos electrones, a su vez, alimentan una cascada todavía más intensa. Basta un volumen muy reducido y una variación mínima de la fuerza del campo para que la reacción se desboque, desencadenando niveles detectables de rayos X acompañados de destellos ópticos y de radio tan débiles que, a menudo, han pasado inadvertidos.
Por qué algunos relámpagos son “oscuros”
El modelo también arroja luz sobre los llamados rayos gamma terrestres o “rayos oscuros”, descargas de alta energía que se producen sin las típicas señales ópticas de un relámpago. Según Pasko, la misma cascada relativista crea zonas “silenciosas”: suficiente radiación para producir rayos X apreciables, pero insuficiente para generar el destello brillante y el rugido de radio que caracterizan a la mayoría de los rayos.
Implicaciones meteorológicas y tecnológicas
Comprender este mecanismo no solo satisface una curiosidad histórica. Mejorar la predicción y la detección temprana de rayos puede reducir riesgos para infraestructuras críticas y aeronaves, y optimizar sistemas de alerta meteorológica. Además, la nueva visión sobre las avalanchas de electrones relativistas abre la puerta a estudiar fenómenos atmosféricos extremos con mayor precisión, desde tormentas severas hasta la interacción entre la ionosfera y el espacio cercano a la Tierra.
La próxima vez que escuches un trueno, recuerda que, antes del fogonazo, una danza frenética de electrones y fotones ha puesto en marcha la descarga más espectacular de la naturaleza.