Misteriosa luz azul sobre Europa fotografiada desde la Estación Espacial

Estás volando por encima de la Tierra en la Estación Espacial Internacional a una altitud de 402 km. Echas una mirada por la escotilla y tus ojos se abren de par en par con sorpresa. Hay una especie de destello azul brillante justo por encima de la Europa nocturna. Es como si hubiera ocurrido una explosión de alguna sustancia extraña ahí. Tal extraño evento luminoso fue detectado por un astronauta francés desde la EEI. Y no era una explosión en absoluto, sino un relámpago, y se dirigía hacia arriba.

Hasta hace poco, este fenómeno era una especie de cuento de hadas entre los pilotos. Los científicos habían oído historias sobre relámpagos yendo hacia arriba y sobre destellos rojos y azules también a gran altura. Pero no había ninguna prueba definitiva de la existencia de estos efectos luminosos. Pero sí existen, y se llaman SPRITES, ELVES, TROLLS y GHOSTS. Entonces, ¿cómo funciona el rayo ordinario? Las masas de aire húmedo en una nube se frotan entre sí y crean electricidad estática. Sería casi lo mismo si bailaras con un suéter de lana. Se carga de la misma. Y si tocas la perilla de una puerta de metal, se produce una descarga entre tus dedos y esta. Ahí está tu relámpago.

Así que una nube de rayos acumula una fuerte carga negativa. Tarde o temprano, un líder nace en esta. Es un brillante canal termoionizado. O, más sencillamente, un rayo. El líder se mueve hacia el suelo en pasos de unos cuantos metros. Y puede acelerar hasta una velocidad promedio de 321 868 km/h. A esa velocidad, podría dar una vuelta a la Tierra en solo 7 minutos. Pero las partículas negativas atraen a las positivas. Y las partículas con cargas opuestas tenderán a conectarse y compensarse mutuamente. Así que simultáneamente con el líder cargado negativamente, la carga positiva de la Tierra comienza su viaje hacia arriba.

La carga eléctrica de la Tierra se conecta con el líder cargado negativamente en un canal. Es entonces cuando se produce la descarga más brillante y ruidosa. Lo llamamos relámpago. Es esta la que se escucha como un trueno. El rayo principal no cae de arriba abajo, sino al revés. Sí, eso es, el relámpago se dirige hacia arriba. Es como si la Tierra devolviera el golpe a la nube de truenos. Y esa carga puede alcanzar hasta 30 000 amperios. El enchufe promedio de la pared solo tiene unos 15 amperios. Y el récord de longitud de un rayo es de unos 708 km. Eso es más que el ancho del estado de Kansas. Los meteorólogos registraron uno de este tipo en Brasil. Fue una descarga entre nubes de truenos gigantes. Y el relámpago más largo se registró en Argentina. Uno solo duró ahí 16,3 segundos. En comparación, uno parpadea a los 0,1 segundos.

Así que vimos un rayo normal. Las partículas positivas del suelo neutralizaron las negativas de la nube. Pero esta todavía está llena de partículas de carga positiva. Se acumulan y esperan su momento para crear un relámpago. Una vez que la carga alcanza un punto crítico, la nube del rayo la arroja decenas de kilómetros hacia arriba. Esto se llama chorro azul. Es exactamente el mismo efecto luminoso visto por un astronauta francés a bordo de la Estación Espacial Internacional. Los chorros azules parecen como si alguien hubiera encendido un quemador de gas apuntando hacia arriba.

Los chorros azules cargados positivamente se neutralizan a gran altura con partículas de carga negativa. Pero las personas en tierra no pueden observarlos. Las nubes de tormenta obstruyen la vista. Pero pueden verse desde un avión. Por eso, durante mucho tiempo, los pilotos de las aerolíneas comerciales fueron los únicos testigos de este fenómeno. A bordo de la EEI también es un buen lugar para observar los chorros, ya que nacen en la cima de las nubes espesas y salen disparados decenas de kilómetros hacia arriba.

Pero si se sube incluso más alto, se puede ver este tipo de relámpago extraño. Es un SPRITE. Se parece más a una medusa. Una nube de carga roja en la parte superior, y un montón de pequeños tentáculos bajando. Ahora un rayo normal puede tener una temperatura de unos 30 000 ℃. Pero puedes tocar uno con tus manos. A menos, por supuesto, que tengas miedo de una poderosa descarga eléctrica. El sprite tiene aproximadamente la misma temperatura que un foco de bajo consumo.

Todo porque los sprites nacen en la mesosfera. Esta es la capa de nuestra atmósfera que comienza a unos 50 km de altura. Y es el lugar más frío de nuestro planeta. En el nivel del suelo, donde vivimos, el aire es mucho más denso. Hay más moléculas de este. Absorben el calor de los rayos del Sol, y nos sentimos cómodos. Pero cuanto más subimos, menos moléculas de este hay. A la altitud a la que vuelan los aviones comerciales, ya no hay suficiente aire para acumular ese calor. Ni siquiera se podría respirar ahí arriba. Por eso todos los aviones tienen máscaras de oxígeno para emergencias. Y la temperatura aquí es aún más fría que en el polo sur.

En la mesosfera, casi no hay aire. Y la temperatura aquí puede ser de unos −130 ℃. Y aunque la temperatura del rayo en sí es alta, en general, es como si echaras un vaso de agua hirviendo en un enorme barril de agua fría. La temperatura no cambia mucho. Los relámpagos solo pueden aparecer cuando van acompañados de nubes de tormenta. Cuando se produce una descarga en una nube, aparece un sprite en la mesosfera. Trata de igualar la cantidad de carga en la atmósfera. Así que es como si estos relámpagos rojos trataran de llegar a la tormenta eléctrica. Y un sprite en sí mismo puede ser tan amplio como el estado de Massachusetts.

Y luego hay un GHOST. Puede aparecer durante una mínima fracción de segundo justo después del sprite. Es un débil resplandor verde como una aurora. Fueron descubiertos por primera vez en 2014. Y la confirmación oficial por parte de la comunidad científica no apareció hasta 2019. Todavía no se entienden bien, pero existe la hipótesis de que los ghost tienen algo en común con las auroras. Al menos su color es verde. Y puede surgir debido a los átomos de oxígeno excitados. A veces podemos detectar a los TROLL junto con los sprites. Parecen pilares que sostienen un sprite. Es un resplandor rojo en el extremo de los tentáculos del sprite. Al momento siguiente, el TROLL suelta un rayo rojo desde sí mismo.

Y si subimos incluso más, podemos ver los ELVES. Solo aparecen durante un milisegundo. Es un brillo tenue y plano que aparece durante las tormentas eléctricas en la ionosfera, a una altura de unos 100 km sobre el nivel del mar. Los elves pueden ser tan anchos como la distancia entre Nueva York y Washington, D.C. Estos fueron descubiertos por primera vez durante los vuelos del transbordador espacial en 1990. Y estos son PIXIES. No se descubrieron hasta el año 2000. Los científicos observaron efectos luminosos brillantes y breves durante 20 minutos. Aunque parecen rayos que caen dentro de una nube, no tienen nada que ver con estos. Los pixies son más pequeños que 100 metros.

No hay que olvidar que cualquier rayo es extremadamente peligroso para los humanos. Y si te atrapa una tormenta eléctrica severa, debes abandonar su epicentro de inmediato. Puedes determinar fácilmente a qué distancia estás del mismo. La velocidad de la luz es mucho mayor que la del sonido. Por eso, cuando cae un rayo, pasan un par de segundos hasta que se oyen los truenos. Así que tienes que medir ese intervalo. ¡Rayo! Ahora cuenta los segundos. Cada uno de retraso del trueno después del relámpago es de unos 350 m. Esa es la distancia que recorre una onda de sonido en 1 segundo. Así que si el retraso del trueno después de un relámpago es de 5 segundos, estás a 1,6 km del relámpago.

También puedes saber si habrá una tormenta por el olor. El aire antes de una parece inusualmente fresco. Esto se debe a que las corrientes de aire traen moléculas de ozono de la atmósfera superior. Este mismo nos protege de los dañinos rayos ultravioleta y transfiere el calor del Sol a la atmósfera. Lo que usamos para respirar es el oxígeno de dos átomos. Si se añade uno más, se obtiene el ozono. La luz ultravioleta rompe los dos átomos de oxígeno y es absorbida por ellos. Estos rotos se unen entonces a los átomos dobles de oxígeno normales. Cuando un rayo ultravioleta incide sobre una molécula de ozono, vuelve a sacar un átomo de oxígeno de la cadena. Pero el ozono tiende a regenerarse. Así que el oxígeno perdido se vuelve a unir a otros dobles.

Pero la capa de ozono comenzó a dañarse cuando la humanidad empezó a emitir gases nocivos a la atmósfera. El freón es el culpable. Es el gas que usábamos en los antiguos refrigeradores. La molécula de este contiene átomos de cloro dañinos. Los rayos ultravioleta lo eliminan de la molécula. Entonces ese átomo de cloro roba uno de oxígeno del ozono. Y tenemos una molécula doble de oxígeno que no puede regenerarse y salvarnos de los dañinos rayos ultravioleta. Esto hace que aparezca un agujero en la capa de ozono. El agujero de ozono más famoso estaba sobre la Antártida. Pero cuando la humanidad prohibió el uso de sustancias químicas nocivas, este hoyo comenzó a recuperarse. Sin embargo, no se cerrará por completo, solo volverá a ser como antes.