“Es tracta de l’associació entre els Terrestrial Gamma Ray Flashes (TGF), sense dubte els fenòmens més violents de l’atmosfera de la Terra, amb els anomenats Transiente Luminous Events (TLE) observats en l’òptic i per primera vegada també en l’ultraviolat”, ha destacat Víctor Reglero, director del Laboratori de Processament d’Imatges (IPL) de la Universitat de València i tercer signant de l’article «A terrestrial gamma-ray flash and ionospheric ultraviolet emissions powered by lightning».

“Amb el sistema d’Imaging d’alta energia desenvolupat en la Universitat de València, les posicions de tots els esdeveniments s’han determinat simultàniament. Aquest tancament del problema és el que ha dut Science a considerar el descobriment com a mereixedor d’ocupar la portada del primer número del 2020. És un gran honor”, ha dit Víctor Reglero.

En la portada de la revista, segons indica l’investigador de la Universitat, es veu la terra –en la qual hi ha un raig brillant en els núvols– des d’on ix un doll de partícules d’alta energia que es propaga cap a l’espai. El llampec posterior llança un pols electromagnètic, que indueix a una emissió ultraviolada (ELVE), representada per l’anell de radiació que puja i s’expandeix amb els raigs gamma. Science també ha difós un vídeo on es pot veure aquest fenomen.

Fins al moment existien teories que indicaven aquesta correlació, basades en observacions des de satèl·lits o des de la Terra, però no simultànies. Establir aquesta relació en l’espai i en el temps ha sigut possible per disposar per primera vegada d’un conjunt instrumental ASIM, el qual cobreix des de l’òptic als raigs gamma més durs passant per l’espectre ultraviolat. Els resultats mostren que el centelleig de llamps gamma terrestres (TGF) va ser produït per camps elèctrics molt intensos produïts just abans d’un llamp dins del núvol de tempesta elèctrica que ocorre mil·lisegons després de l’inici del llamp, clau per a la formació del TGF. El llampec posterior va llançar un pols electromagnètic, que va induir a una emissió ultraviolada (ELVE) visible per damunt de la tempesta i amb forma de disc fosc de radiació que arriba a la ionosfera.

Aquests resultats ajuden a revelar el procés pel qual els centellejos de llamps gamma terrestres (TGF) es generen a partir de tempestes elèctriques, i la connexió entre llamps gamma, fenòmens electromagnètics en la part superior de l’atmosfera i la radiació produïda per les tempestes. En la investigació ara publicada, a més de la UV, han participat la Universitat Tècnica de Dinamarca, la Universitat de Bergen i l’Institut Nacional d’Astrofísica italià.

“La correlació no és només temporal, també en la posició dels esdeveniments en l’atmosfera gràcies al sistema d’Imaging Gamma desenvolupat pels equips de la UV i l’INTA”, ha apuntat Víctor Reglero, també catedràtic del Departament d’Astronomia i Astrofísica de la Universitat de València, qui afirma que es tracta de fenòmens “nous i poc coneguts que mostren els aspectes més violents de l’atmosfera terrestre i amb impacte potencial en el Circuit Elèctric Global de la Terra”.

Instrumental desenvolupat en la Universitat de València

ASIM (The Atmosphere Space Interactions Monitor) és un instrument creat per l’Agència Espacial Europea (ESA) i la NASA, i que opera des de fa un any i mig des de la ISS. Va ser desenvolupat a través d’un projecte internacional en el qual van col·laborar la Universitat de València, la Universitat Tècnica de Dinamarca i la Universitat de Bergen entre els anys 2005 i 2018. Amb la seua posada en marxa es pretenia detectar els TGF, descàrregues molt violentes d’Alta Energia X i Gamma de molt curta durada (0.001 segon) i molt escassos (se’n detecten un o dos al dia) enfront dels raigs normals que són entre 1 i 4 milions per dia.

A pesar que la comunitat científica coneix bé i està familiaritzada amb els llamps elèctrics que trenquen el cel davall dels núvols de tempesta, també se sap que ocorren altres tipus de fenòmens lluminosos per damunt dels núvols de tempesta en l’atmosfera superior de la Terra. Els ELVE, un tipus d’aquest fenomen, estan expandint les ones d’emissió ultraviolada i òptica en la ionosfera per damunt de la tempesta.

L’equip del Laboratori de Processament d’Imatges de la Universitat de València que ha participat en l’article de la revista Science el formen, a més de Víctor Reglero, Javier Navarro-González, Paul H. Connell i Chris J. Eyles.

Article:

T. Neubert et al., A terrestrial gamma-ray flash and ionospheric ultraviolet emissions powered by lightning, Science 10.1126/science.aax3872 (2019)

Peu de fotografia annex:

(D’esquerra a dreta). Investigadors de la Universitat de València que han participat en el descobriment ara publicat: Javier Navarro, Víctor Reglero i Paul Connell.