La forma en que pensamos sobre los rayos tiende a ser algo direccional. Desciende del cielo en corrientes de electricidad, el símbolo mismo del poder de la tormenta.

Pero los rayos no siempre se dirigen hacia abajo, y los científicos acaban de realizar una primera medición que podría ayudarnos a comprender cómo se forma esta poderosa fuerza de la naturaleza.

En un determinado tipo de relámpago que cae en el cielo, llamado destellos positivos ascendentes, un equipo dirigido por el astrofísico Toma Oregel-Chaumont, del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL), detectó y midió directamente la emisión de rayos X.

Los destellos positivos ascendentes son un tipo de relámpago que comienza con líderes cargados negativamente en un punto de gran altitud y se eleva gradualmente hacia el cielo para conectarse con una nube de tormenta antes de transferir una carga positiva al suelo. Y la detección de radiación X podría ayudar a mitigar los daños causados ​​por los rayos en todo el mundo.

«A nivel del mar, los destellos ascendentes son raros, pero pueden convertirse en el tipo dominante en altitudes elevadas». Oregel-Chaumont dice. «También tienen el potencial de ser más dañinos, porque en un destello ascendente, el rayo permanece en contacto con una estructura por más tiempo que durante un destello descendente, dándole más tiempo para transferir carga eléctrica».

Los rayos X son un acompañamiento conocido de los rayos. Los detectamos en rayos descendentes, de nube a tierra, y en rayos disparados por cohetes, en ambos casos durante la fase descendente negativa del líder del dardo. Y fue detectado en la fase principal del dardo de rayos negativos ascendentes.

Pero la detección de rayos X en la fase inicial del lanzamiento de cuatro relámpagos positivos hacia arriba que brotan de la Torre Säntis en Suiza, dicen Oregel-Chaumont y su equipo, es una nueva herramienta para comprender los rayos.

«El mecanismo real por el cual los rayos se inician y propagan sigue siendo un misterio». ellos explican. «La observación de los rayos ascendentes desde estructuras altas como la torre Säntis permite correlacionar las mediciones de rayos X con otras cantidades medidas simultáneamente, como las observaciones por vídeo de alta velocidad y las corrientes eléctricas».

La Torre Säntis goza de una ubicación privilegiada para el estudio de los rayos. Diseñada y utilizada como torre de telecomunicaciones y estación de monitoreo meteorológico, la estructura de 124 metros de altura (407 pies) se encuentra en la cima del Monte Säntis de 2.502 metros (8.209 pies) en los Alpes de Appenzell.

Proyectándose como un dedo hacia el cielo, es el principal objetivo de los rayos; de hecho, rayos de electricidad lo golpearon unas 100 veces al año.

Debido a que es tan alto y tiene vistas claras de las montañas cercanas, es un lugar excelente para registrar y analizar el comportamiento de los rayos. Los investigadores capturaron sus cuatro destellos ascendentes utilizando cámaras de alta velocidad; Se grabó un flash a unos impresionantes 24.000 fotogramas por segundo.

Estas cámaras permitieron a los investigadores descubrir la diferencia entre los destellos ascendentes positivos que emiten rayos X y los que no. La emisión de rayos X es muy breve, desaparece en el primer milisegundo de la formación del líder y se correlaciona con cambios muy rápidos en el campo eléctrico, así como con la velocidad a la que cambia la corriente.

Esto, dicen los investigadores, tiene implicaciones para mitigar la cantidad de destrucción causada por los rayos en las estructuras humanas.

«Como físico, me gusta poder comprender la teoría detrás de las observaciones, pero esta información también es importante para comprender los rayos desde una perspectiva de ingeniería», dijo. Oregel-Chaumont dice.

«Cada vez se construyen más estructuras a gran altitud, como turbinas eólicas y aviones, con materiales compuestos. Son menos conductores que metales como el aluminio, por lo que se calientan más, lo que los hace vulnerables a los daños causados ​​por los rayos ascendentes».

La investigación del equipo fue publicada en Informes Científicos.