[E]

Fenómenos eléctricos atmosféricos en tormentas: red Sprites, Elves, blue Jets, Ghost. Se documentó el 1^er Evento Luminoso Transitorio (TLE's) en 1989. ¿cómo aparecen estas rápidas perturbaciones de partículas cargadas en la parte superior de las tormentas.? ¿qué son? ¿de cuántos tipos se han visto?

Las tormentas eléctricas son fascinantes y misteriosas, con rayos iluminando el cielo y truenos ensordecedores. Pero ¿sabías que hay otros fenómenos eléctricos aún más intrigantes que ocurren en la atmósfera superior? Los red sprites, elves, blue jets y otras manifestaciones de perturbaciones eléctricas que son tan espectaculares como inusuales y rápidas.

Los

"Sprite"

[1] son destellos luminosos y efímeros que ocurren en la atmósfera superior durante las tormentas eléctricas. Se forman cuando los rayos viajan hacia la ionosfera y crean un campo eléctrico que ioniza la atmósfera superior, lo que a su vez produce una descarga de luz en forma de sprite. Aunque son difíciles de ver a simple vista debido a su corta duración y a que ocurren a una altitud de 50-90 km, han sido capturados por cámaras de observación de meteoros.

Los

"Blue Jet"

son otro fenómeno eléctrico que ocurre en la atmósfera superior durante las tormentas eléctricas. Son chorros de plasma azul que se disparan hacia arriba desde la parte superior de una nube de tormenta. Aunque son raros y difíciles de detectar, se cree que pueden afectar la química de la atmósfera superior.

Los

"Elve"

[2], por otro lado, son ondas electromagnéticas que ocurren en la ionosfera inferior durante las tormentas eléctricas. Se originan por los rayos que viajan hacia la ionosfera y producen una descarga eléctrica que se propaga en forma de onda. A diferencia de los sprites, los elves no son visibles para el ojo humano, pero pueden ser detectados por instrumentos científicos.

Notar la escala y distancias: unos 100km. El destello azul inicial dura 10 microsegundos, un "elve" generado por el "destello azul" dura 30 microsegundos, un "blue jet" dura unos 400 milisegundos.

Además de estos misteriosos eventos, también hay otros fenómenos eléctricos que ocurren en las tormentas, como los denominados "carrots" (zanahorias), los trolls y los halos. Todos estos fenómenos eléctricos ofrecen una visión fascinante de la complejidad de las tormentas eléctricas y cómo afectan nuestro entorno.

la primera imagen en color de un "red sprite", es de 1994:

En resumen, los fenómenos eléctricos en las tormentas van más allá de los rayos y los truenos. Los sprites, elves, blue jets y otros eventos son increíblemente intrigantes y ofrecen una visión única de cómo funciona la atmósfera superior.


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tormentas eléctricas con cámaras especiales para ralentizarlas:
el segundo y tercer video no os los podéis perder

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¿cómo es posible verlos?¿en qué circunstancias?¿hacia dónde hay que buscar?

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[ 1.]	Stratospheric/mesospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification.
[ 2.]	Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations From Electromagnetic Pulse Sources

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Los científicos que usan el Telescopio Espacial Fermi de Rayos gamma de la NASA, han detectado haces de antimateria producida por encima de las tormentas en la Tierra, un fenómeno nunca antes visto.

Fermi sobre Egipto, el día 14 de diciembre de 2009.
Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Los científicos creen que las partículas de antimateria son formadas en un destello terrestre de rayos gamma (terrestrial gamma-ray flash, TGF), un breve estallido producido dentro de las tormentas eléctricas y que se ha demostrado que está asociado con los relámpagos. Se estima que ocurren alrededor de 500 TGFs diarios en el mundo, pero la mayor parte no son detectados.

"Estas señales son la primera evidencia directa de que las tormentas crean haces de partículas de antimateria", dice Michael Briggs, miembro del equipo del Monitor de Estallidos de Rayos Gamma de Fermi (GBM) en la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH). Presentó los hallazgos durante una conferencia de prensa en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Seattle.

Fermi está diseñado para monitorear los rayos gamma, la forma de la luz de mayor energía. Cuando la antimateria que impacta a Fermi colisiona con una partícula de materia normal, ambas partículas son aniquiladas inmediatamente y transformadas en rayos gamma. El GBM ha detectado rayos gamma con energías de 511.000 electronvoltios, una señal que indica que un electrón se ha encontrado con su homólogo de antimateria, un positrón.

Aunque el GBM de Fermi está diseñado para observar eventos de alta energía en el Universo, también proporciona información valiosa sobre este extraño fenómeno. El GBM monitorea constantemente todo el cielo por encima y debajo de la Tierra. El equipo del GBM ha identificado 130 TGFs desde que Fermi fue lanzado en 2008.

"En órbita por menos de 3 años, la misión Fermi ha probado ser una asombrosa herramienta para estudiar el Universo. Ahora sabemos que puede descubrir misterios muchísimo más cercanos a casa", dijo Ilana Harrus, científica del programa Fermi en las oficinas centrales de la NASA en Washington.

La nave espacial estuvo situada inmediatamente por encima de una tormenta eléctrica durante para la mayor parte de los TGFs observados, pero en cuatro casos, las tormentas estaban lejos de Fermi. Además, las señales de radio generadas por los rayos, detectadas por una red de monitoreo global, indicaban que el único rayo en ese momento estaba a muchos kilómetros de distancia. Durante un TGF, que ocurrió el 14 de diciembre de 2009, Fermi estaba situado sobre Egipto. Pero la tormenta activa estaba en Zambia, a unos 4.500 kilómetros al sur. La lejana tormenta estaba bajo el horizonte de Fermi, por lo que cualquier rayo gamma producido no podría haber sido detectado.

"Incluso aunque Fermi no podía ver la tormenta, la nave espacial, sin embargo, estaba magnéticamente conectada a la misma", dijo Joseph Dwyer del Instituto Tecnológico de Florida en Melbourne, Florida. "El TGF produjo electrones y positrones de alta velocidad, los que siguieron las líneas del campo magnético terrestre para impactar en la nave espacial".

El haz continuó más allá de Fermi, alcanzando una zona, conocida como punto espejo, donde el movimiento fue invertido, y luego impacta en la nave espacial por segunda vez, 23 milisegundos más tarde. Cada vez, los positrones en el haz colisionaron con electrones en la nave espacial. Las partículas se aniquilaron entre sí, emitiendo los rayos gamma detectados por el GBM de Fermi.

Los científicos han sospechado desde hace tiempo que los TGFs surgen desde los potentes campos eléctricos cerca de la parte superior de las tormentas eléctricas. Bajo las condiciones adecuadas, dijeron, el campo se hace lo suficientemente fuerte para dirigir una avalancha de electrones hacia arriba. Alcanzando velocidades cercanas a las de la luz, los electrones de alta energía emiten rayos gamma cuando son desviados por las moléculas del aire. Normalmente, estos rayos gamma son detectados como TGFs.

Pero la cascada de electrones produce tantos rayos gamma que lanzan electrones y positrones que limpian completamente la atmósfera. Esto sucede cuando la energía de los rayos gamma se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón. Estas son las partículas que llegan a la órbita de Fermi.

La detección de positrones demuestra que muchas partículas de alta energía están siendo expulsadas de la atmósfera. De hecho, ahora los científicos creen que todos los TGFs emiten haces de electrones/positrones. Un artículo sobre los descubrimientos ha sido aceptado para ser publicado en la revista Geophysical Research Letters.

"Los resultados de Fermi nos dejan un paso más cerca de comprender cómo funcionan los TGFs", dijo Steven Cummer en la Universidad de Duke. "Aún tenemos que descubrir qué es lo que hace especial a estas tormentas y el papel preciso que juegan los rayos en el proceso".


Fuente

https://cosmo-noticias.blogspot.com/2011/01/fermi-capta-tormentas-que-lanzan.html
https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/fermi-thunderstorms.html

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Concepto artístico de partículas de antimateria dispersándose por encima de una tormenta eléctrica.

Haciendo uso del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma, de la NASA, los científicos han detectado haces de antimateria producidos por encima de las tormentas eléctricas en la Tierra, un fenómeno nunca antes observado.
Los científicos creen que las partículas de antimateria fueron creadas dentro de las tormentas eléctricas en un Destello de Rayos Gamma Terrestre o DRGT, por su sigla en idioma español (Terrestrial Gamma-ray Flash o TGF, en idioma inglés), asociado a los relámpagos. Se estima que diariamente se producen alrededor de 500 TGF en todo el mundo, pero la mayoría de ellos no son detectados.
"Estas señales son la primera evidencia directa de que las tormentas eléctricas pueden crear haces de partículas de antimateria", dijo Michael Briggs, quien es miembro del equipo que opera el Monitor de Destellos de Rayos Gamma (Gamma-ray Burst Monitor o GBM, en idioma inglés) del Telescopio Fermi, en la Universidad de Alabama, ubicada en Huntsville (UAH, por su sigla en idioma inglés). Briggs presentó este descubrimiento el pasado lunes en una conferencia que se llevó a cabo durante la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense, en Seattle.

El telescopio Fermi está diseñado para monitorizar los rayos gamma, que constituyen la forma más energética de luz. Cuando la antimateria que golpea a este telescopio colisiona con una partícula de materia normal, ambas partículas son inmediatamente aniquiladas y transformadas en rayos gamma. El GBM ha detectado rayos gamma con energías de 511.000 electrónvoltios, lo cual indica que un electrón ha encontrado su contraparte de antimateria, un positrón.
Aunque el GBM del Fermi fue diseñado para observar eventos de alta energía en el universo, también está proporcionando valiosas contribuciones para entender este extraño fenómeno. El GBM monitoriza constantemente el cielo entero así como la Tierra que se encuentra por debajo suyo. El equipo del GBM ha identificado 130 TGF desde el lanzamiento del telescopio Fermi, el cual tuvo lugar en el año 2008.

"En órbita desde hace menos de 3 años, la misión Fermi ha demostrado ser una increíble herramienta para explorar el universo. Ahora aprendimos que también puede descubrir misterios mucho más cerca de nosotros", dijo Ilana Harrus, quien es científica del programa Fermi en la base de operaciones de la NASA, en Washington.
En la mayoría de los TGF observados, la nave espacial se encontraba directamente arriba de una tormenta eléctrica. Sin embargo, en cuatro casos, las tormentas se hallaban muy alejadas del Fermi. Además, las señales de radio producidas por relámpagos, las cuales fueron detectadas por una red de monitorización global, indican que los relámpagos se encontraban a cientos de kilómetros de distancia o más cuando se realizó la detección. Durante un TGF ocurrido el 14 de diciembre de 2009, el Fermi estaba localizado sobre Egipto, pero la tormenta eléctrica activa se encontraba en Zambia, unos 4.500 kilómetros (2.800 millas) al sur. La distante tormenta se hallaba por debajo del horizonte del telescopio Fermi, de forma que no fue posible detectar los rayos gamma producidos por ella.

"Aunque Fermi no podía ver la tormenta, la nave espacial estaba magnéticamente conectada a ella", explicó Joseph Dwyer, quien trabaja en el Instituto de Tecnología de Florida, en Melbourne, Florida. "El TGF produjo electrones y positrones de alta velocidad, los cuales viajaron sobre el campo magnético de la Tierra hasta colisionar con la nave espacial".
El haz continuó viajando más allá del telescopio Fermi hasta llegar a un lugar, conocido como punto espejo, donde su movimiento dio marcha atrás y golpeó de nuevo al Fermi, apenas 23 milisegundos más tarde. En cada ocasión, los positrones del haz colisionaron con los electrones de la nave espacial. Las partículas se aniquilaron mutuamente, emitiendo de este modo los rayos gamma detectados por el GBM localizado a bordo del Fermi.
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los TGF son producidos por los intensos campos eléctricos en las cercanías de la parte superior de las tormentas eléctricas. Si las condiciones son las adecuadas, dicen, el campo se vuelve lo suficientemente fuerte como para producir una avalancha ascendente de electrones. Estos electrones de alta energía, que alcanzan velocidades cercanas a la de la luz, despiden rayos gamma cuando son desviados por las moléculas de aire. Usualmente, estos rayos gamma son detectados como un TGF.
Sin embargo, la cascada de electrones produce tantos rayos gamma que logra que electrones y positrones sean eyectados fuera de la atmósfera. Esto ocurre cuando la energía transportada por un rayo gamma se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón. Son estas partículas las que alcanzan la órbita del telescopio Fermi.

La detección de positrones demuestra que muchas partículas de alta energía están siendo eyectadas fuera de la atmósfera. De hecho, los científicos ahora creen que todos los TGF emiten haces de electrones y positrones. Un artículo que describe este hallazgo fue aceptado para su publicación en la revista de investigación Geophysical Research Letters (Cartas de Investigación en Geofísica, en idioma español).
"Los resultados proporcionados por el telescopio Fermi nos llevan un paso más cerca en el camino para entender cómo es que funcionan los TGF", dijo Steven Cummer, de la Universidad Duke. "Aún falta descifrar qué es lo que hace especial a estas tormentas eléctricas y el papel específico que juegan los relámpagos en el proceso".



Enlace original: NASA.

https://web.archive.org/web/20120111144427/https://astrofisicayfisica.blogspot.com/2011/01/las-tormentas-electricas-fabrican.html

https://ciencia.nasa.gov/ciencias-especiales/11jan_antimatter/

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Los científicos hablaron por primera vez sobre duendes en 1920, pero no fue hasta 1989 que tuvieron pruebas concretas. En ese año, mientras los científicos estaban probando una nueva cámara para capturar imágenes en condiciones de poca luz, grabaron accidentalmente en video destellos brillantes por encima de una tormenta eléctrica. Desde entonces, los expertos en clima han descubierto que los rayos que caen desde las nubes de tormenta son los que crean estos duendes en la atmósfera.

Hans Nielsen, un físico atmosférico de la Universidad de Alaska que también participó en el estudio, explicó que cuando un rayo cae, crea un desequilibrio de carga entre la nube y el aire que la rodea. Para equilibrar esto, la naturaleza provoca una liberación rápida de electricidad, lo que conocemos como un duende, que puede extenderse hasta 30 kilómetros hacia arriba.

Estos duendes pueden ser tan brillantes en el cielo nocturno que por un momento pueden eclipsar todo lo demás. De hecho, en teoría, incluso podríamos verlos durante el día, según Nielsen.

Aunque las cámaras de alta velocidad pueden grabar estos fenómenos a una velocidad asombrosa de 1.000 fotogramas por segundo (mucho más rápido que una cámara común), los duendes son tan fugaces que solo duran unos pocos fotogramas, lo que dificulta entender cómo se forman.

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en el APOD de NASA:   Imagen por Valter Binotto




Este tipo de rayo atmosférico superior es menos conocido pero igual de fascinante que los "red sprites" y "blue jets". Los ELVE se crean cuando un pulso electromagnético se dispara hacia arriba desde las nubes cargadas e impacta en la ionosfera, haciendo que las moléculas de nitrógeno brillen en la atmósfera superior. A diferencia de los destellos de luz blanca que son más comunes, los ELVE son más difíciles de fotografiar debido a su corta duración de solo 0.001 segundos. Este anillo rojo brillante en la foto fue capturado en la noche de finales de marzo a unos 100 km sobre Ancona, Italia, y tenía un radio de unos 350 km. Los ELVE son un fenómeno fascinante que vale la pena explorar si te gusta la astronomía y la ciencia.

https://apod.nasa.gov/apod/ap230417.html


tamaño y posición del ELVE fotografiado:

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Stanislav Kaniansky , un astrónomo del Observatorio Banská Bystrica en Eslovaquia, fotografió el duende cerca de su casa en Látky, Eslovaquia, el 14 de agosto 2023, informó Spaceweather.com. La estructura luminosa y en zigzag medía más de 50 kilómetros de ancho y duró solo unas pocas fracciones de segundo antes de desaparecer.



Los duendes, o perturbaciones estratosféricas resultantes de la intensa electrificación de una tormenta, se crean cuando las descargas eléctricas de los rayos se disparan hacia arriba, a menudo además de su trayectoria normal hacia abajo. Estas descargas crean largas hebras de plasma, o gas ionizado, en la ionosfera, la parte ionizada de la atmósfera terrestre que comienza a unas 80 km sobre la superficie de la Tierra, según la NASA .


El 20 de agosto 2023, el fotógrafo Frankie Lucena, radicado en Puerto Rico, estaba tomando fotografías de un sistema de tormentas pasajeras que pronto se convertiría en el actual huracán Franklin, cuando un raro fenómeno de la naturaleza apareció ante sus ojos: varios relámpagos enormes, disparados hacia arriba, salen de una nube de tormenta y se detiene justo debajo del borde del espacio.

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del APOD del día
https://apod.nasa.gov/apod/ap231002.html



un poquito escalofriante, no?  

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[Fecha de Noticia:]

Descubre cómo un estudio espectroscópico revela el misterio detrás de los 'fantasmas', eventos luminosos en la atmósfera vinculados a metales como hierro y níquel, desafiando modelos previos.

Origen y Descripción de los Fenómenos Luminosos Transitorios

En la mesosfera, una región antes considerada sin actividad eléctrica, se producen destellos luminosos transitorios sorprendentes. Estos eventos, conocidos como duendes o elfos, recibieron nombres de 'Sueño de una Noche de Verano' de Shakespeare. Entre ellos se encuentran los 'fantasmas' o Ghosts[1], destellos verdosos cuyo origen se creía vinculado al oxígeno. Sin embargo, el primer estudio espectroscópico publicado en Nature Communications los asocia a metales como el hierro o el níquel, no considerados en modelos previos de destellos mesosféricos.

Relación entre Fantasmas y Duendes

Los fantasmas se avistan en la parte superior de los sprites (duendes), eventos luminosos breves con una sección superior difusa y una inferior de tentáculos de aire ionizado. Los duendes, que pueden extenderse hasta cien kilómetros sobre el suelo, a veces presentan un fantasma verdoso persistente tras su desaparición.

Descubrimiento y Observación

Los primeros Eventos Luminosos Transitorios (TLEs) se documentaron en 1989. La comunidad científica, desde entonces, ha buscado capturarlos durante tormentas eléctricas. Un científico aficionado fotografió por primera vez un fantasma, el último miembro descubierto de los TLEs.

Estudio Espectroscópico y Hallazgos

El equipo científico del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) realizó un estudio sistemático desde 2019, analizando más de dos mil espectros. Solo uno de cada cien duendes intensos genera un fantasma. Los resultados muestran que el destello verdoso se debe principalmente a metales como el hierro y el níquel, no al oxígeno como se pensaba.

Implicaciones y Actualizaciones

El descubrimiento de átomos metálicos implica una actualización de modelos para los eventos luminosos transitorios. Esta comprensión es fundamental para entender el funcionamiento del circuito eléctrico global del planeta.

Fecha de Noticia:

Martes, 12 de Diciembre de 2023

Fuente

: IAA-CSIC Comunicación

Posible Aumento de Metales: ¿Impacto en el Medio Ambiente y el Clima?

La reentrada diaria de aproximadamente 2 toneladas de satélites inactivos de Starlink plantea inquietudes sobre su impacto atmosférico. Aunque comparativamente menor que los meteoritos, la quema de estos satélites introduce una diversidad de metales, como hierro y níquel, con posibles consecuencias acumulativas a largo plazo.

¿Podría este incremento de metales afectar la química atmosférica, intensificando fenómenos? Reevaluar y tomar medidas apropiadas en la gestión tecnológica espacial podría ser crucial.

La comprensión detallada de cómo estos metales interactúan con la atmósfera y su posible influencia en los procesos climáticos deberá considerarse. Seguir observando estos fenómenos con instrumentación avanzada resultará fundamental.

Esta versión busca mejorar la fluidez y claridad al enfatizar la relación entre el posible aumento de metales por la obsolescencia de Starlink y su impacto en la atmósfera y el clima, así como la importancia de seguir investigando estos efectos.


más lectura sobre ésto último:

Starlink y otros retos e implicaciones Ambientales y Astronómicos

[ 1.]

GHOSTS GreenisH Optical emission from Sprite Tops

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[Mecanismos de Formación]

desde APOD: Jets Gigantes sobre las Montañas del Himalaya, autor: Li Xuanhua.
Jets gigantes sobre las montañas del Himalaya.  _ autor: Li Xuanhua



En nuestra atmósfera, las tormentas eléctricas desatan fuerzas poderosas, creando fenómenos impresionantes que desafían nuestras experiencias cotidianas. Uno de estos fenómenos es el jet gigante, un tipo de descarga eléctrica que conecta las tormentas eléctricas con la ionosfera de la Tierra.

Qué son los Jets Gigantes?

Los jets gigantes son descargas eléctricas, aún mal conocidas, que ocurren en las capas superiores de la atmósfera, por encima de las tormentas eléctricas. A diferencia de los rayos habituales de nube a tierra, los jets gigantes se extienden a decenas de kilómetros hacia arriba. Aquí tienes algunos puntos clave sobre estos fenómenos misteriosos:

1. Aspecto Distintivo:

Los Jets Gigantes presentan características únicas. Sus partes inferiores se asemejan a otro tipo raro de rayo llamado **Blue jets**, que se elevan desde la parte superior de las tormentas eléctricas. Mientras tanto, sus regiones superiores se parecen a los "Red Sprites", que ocurren aún más arriba en la atmósfera.

2. Conexión con la Ionosfera:

Lo más intrigante de los jets gigantes es su conexión con la ionosfera, una capa de partículas cargadas en la atmósfera superior. Estos jets establecen un puente entre las nubes de tormenta y la ionosfera, lo que sugiere una interacción compleja de campos eléctricos.

Mecanismos de Formación

... los mecanismos exactos detrás de los jets gigantes siguen siendo objeto de investigación, los científicos han propuesto varias hipótesis:

a. Redistribución de Carga:
Las tormentas eléctricas generan campos eléctricos intensos. Los jets gigantes pueden formarse cuando estos campos redistribuyen la carga entre diferentes capas atmosféricas, creando un camino para la descarga ascendente.

b. Ondas Gravitatorias:
Las ondas gravitatorias, causadas por perturbaciones en la atmósfera, podrían desencadenar la formación de jets gigantes. Estas ondas pueden propagarse hacia arriba, proporcionando la energía necesaria para que el rayo alcance altitudes más elevadas.

c. Rayos Positivos:
A diferencia de los rayos típicos de nube a tierra, los jets gigantes a menudo tienen carga positiva. Esta polaridad positiva puede influir en su propagación hacia arriba.


en resumen

La dificultad de observar los jets gigantes no radica tanto en su luminosidad como en su minúsculo intervalo de vida. Para capturarlos, es necesario utilizar un alto framerate, y ni que decir tiene que el ojo humano no está preparado para observarlos directamente.

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10 de mayo de 2019, cámaras a bordo de la ISS captaron un grupo de formas rojas descargaba desde lo alto de una poderosa tormenta eléctrica ubicada entre Los Ángeles y Las Vegas.




Impresionante vista de un sprite desde la ISS por el astronauta Matthew Dominick. Este sprite alcanza altitudes de aproximadamente 60 kilómetros, lo que se encuentra dentro del rango aceptado de 35 a 90 kilómetros para sprites (el borde de la atmósfera visible está a 120 kilómetros). Nikon Z9, 50 mm f1.2, 1/3 de segundo, ISO 12800, 7-1-2024.

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