Nueva información sobre las explosiones de rayos del “jet gigante” que llegan al espacio

Esta serie de fotografías, tomada de un video, muestra la formación de un avión a reacción gigante sobre Oklahoma en mayo de 2018. Credit: Chris Holmes

Un estudio tridimensional detallado de una descarga eléctrica masiva que se elevó 50 millas en el espacio por encima de una tormenta eléctrica en Oklahoma ha proporcionado nueva información sobre un fenómeno atmosférico esquivo conocido como chorros gigantes. La descarga de Oklahoma fue el jet gigante más poderoso estudiado hasta la fecha, con una carga eléctrica de 100 veces la carga de un rayo de tormenta típico.

El avión gigante transfirió aproximadamente 300 culombios de carga eléctrica a la ionosfera, el borde inferior del espacio, desde la tormenta. Los relámpagos típicos transportan menos de cinco culombios entre la nube y el suelo o dentro de las nubes. La descarga ascendente incluyó una corriente relativamente fría (alrededor de 400 grados Fahrenheit) de plasma, así como estructuras llamadas líderes que son extremadamente calientes, más de 8000 grados Fahrenheit.

“Pudimos mapear este avión gigante en tres dimensiones con datos de muy alta calidad”, dijo Levi Boggs, científico investigador del Instituto de Investigación Técnica de Georgia (GTRI) y autor correspondiente del artículo de investigación. “Pudimos ver fuentes de alta frecuencia (VHF) por encima de la parte superior de la nube, que nunca antes se habían visto con este nivel de detalle. Usando datos satelitales y de radar, pudimos ver dónde estaba la parte principal de la nube”. la descarga se localizó por encima de la nube”.






se le atribuye: progreso de la ciencia (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abl8731

Boggs ha trabajado con un equipo de investigación de varias organizaciones, incluido el Consorcio de Investigación Espacial de Universidades (USRA), la Universidad Tecnológica de Texas, la Universidad de New Hampshire, la Politécnica de Cataluña, la Universidad de Duke, la Universidad de Oklahoma y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). ) Laboratorio Nacional de Tormentas Severas y Laboratorio Nacional de Los Álamos. El allanamiento fue reportado el 3 de agosto en progreso de la ciencia.

Steve Comer, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Duke, utiliza ondas electromagnéticas emitidas por rayos para estudiar el poderoso fenómeno. Dirige un sitio de investigación donde los sensores que se asemejan a las antenas convencionales se colocan en un campo vacío, a la espera de captar las señales de las tormentas que ocurren localmente.

“Las señales ópticas y de VHF confirmaron de manera concluyente lo que los investigadores sospechaban pero aún no habían probado: que la radio VHF de los rayos se emite desde pequeñas estructuras llamadas serpentinas en la parte superior del rayo en desarrollo, mientras que la corriente eléctrica significativamente más fuerte fluye más allá”. Un conducto conductor de electricidad se llama conductor”, dijo Comer.

Doug Mash, coautor del artículo de investigación del Consorcio de Investigación Espacial de las Universidades (USRA), dijo que el estudio fue único al determinar que las ubicaciones 3D de las emisiones ópticas de los rayos eran mucho más altas que las cimas de las nubes.

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Fuentes de mapas de radio que se extienden desde la estructura térmica de la tormenta. El nivel de gris representa la parte superior de la tormenta. se le atribuye: progreso de la ciencia (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abl8731

“El hecho de que el avión gigante fuera detectado por varios sistemas, incluido Lightning Mapping Array y dos dispositivos ópticos geoestacionarios de rayos, fue un evento único y nos brinda mucha información sobre los aviones gigantes”, dijo Match. “Es importante destacar que esta es probablemente la primera vez que se dibuja un chorro 3D gigante sobre las nubes utilizando el conjunto de herramientas geoestacionario Lightning Mapper (GLM)”.

Los aviones gigantes han sido observados y estudiados durante las últimas dos décadas, pero como no existe un sistema de seguimiento específico para buscarlos, los descubrimientos han sido escasos. Boggs se enteró del evento de Oklahoma por un colega, quien le contó sobre un avión a reacción gigante que había sido fotografiado por un científico ciudadano que trabajaba con una cámara con poca luz el 14 de mayo de 2018.

Afortunadamente, el evento ocurrió en un lugar cercano al Sistema de mapeo de rayos VHF, dentro del alcance de dos ubicaciones de Radar meteorológico de próxima generación (NEXRAD) y se pudo acceder a él mediante instrumentos satelitales de la Red de satélites ambientales operativos geoestacionarios (GOES) de la NOAA. . Boggs decidió que los datos de esos sistemas estaban disponibles y trabajó con colegas para unirlos para su análisis.

“Los datos detallados mostraron que estas corrientes frías comienzan a extenderse justo por encima de la parte superior de la nube”, explicó Boggs. “Se extienden hasta la ionosfera inferior a 50-60 millas de altitud, haciendo una conexión eléctrica directa entre la parte superior de la nube y la ionosfera inferior, que es el borde inferior del espacio”.

Esta conexión transmite miles de amperios de corriente en aproximadamente un segundo. La descarga ascendente movió la carga negativa de la nube a la ionosfera, algo típico de los aviones gigantes.

Los datos mostraron que a medida que la descarga ascendía desde la parte superior de la nube, se detectaron fuentes de radio VHF a altitudes de 22 a 45 kilómetros (13 a 28 millas), mientras que las emisiones de luz de los relámpagos permanecieron cerca de la parte superior de la nube a altitudes de 15 a 20 kilómetros (9 a 12 millas). ). Los datos ópticos y de radio 3D simultáneos indican que las redes de rayos VHF detectan las emisiones de la corona que fluye en lugar del canal principal, lo que tiene amplias implicaciones para la física de los rayos más allá de las de los aviones gigantes.

¿Por qué los aviones gigantes lanzan una carga al espacio? Los investigadores especulan que algo podría estar bloqueando el flujo de carga hacia abajo o hacia otras nubes. Los registros de eventos de Oklahoma muestran poca actividad de rayos de la tormenta antes de que se lanzara el avión gigante que batió récords.

“Por alguna razón, generalmente hay una supresión de las descargas de las nubes al suelo”, dijo Boggs. “Hay una acumulación de carga negativa, y luego pensamos que las condiciones en la parte superior de la tormenta están debilitando la capa de carga superior, que suele ser positiva. En ausencia de las descargas de rayos que solemos ver, el chorro gigante podría mitigar la acumulación de exceso de carga negativa en la nube”.

Por el momento, hay muchas preguntas sin respuesta sobre los aviones gigantes, que forman parte de la categoría de eventos misteriosos luminosos transitorios. Esto se debe a que las observaciones de ellos son raras y ocurren por casualidad, de pilotos o pasajeros de líneas aéreas que los ven, u observadores en tierra que operan cámaras de exploración nocturna.

Las estimaciones de la frecuencia de los megaaviones oscilan entre 1.000 y 50.000 al año. A menudo se informa en las regiones tropicales del mundo. Sin embargo, el jet gigante de Oklahoma, que era dos veces más poderoso que el siguiente en potencia, no formaba parte del sistema de tormentas tropicales.

Además de su novedad, los aviones gigantes podrían tener un impacto en el funcionamiento de los satélites en órbita terrestre baja, dijo Boggs. Y a medida que se lanzan más de estas naves espaciales, la degradación de la señal y los problemas de rendimiento podrían volverse más significativos. Los aviones gigantes también pueden afectar tecnologías como los radares transhorizonte que rebotan ondas de radio en la ionosfera.

Boggs pertenece al Centro de Investigación de Tormentas Severas, que se estableció en GTRI para desarrollar tecnologías mejoradas para advertir sobre tormentas severas, como tornados, comunes en Georgia. El trabajo en aviones gigantes y otros fenómenos atmosféricos es parte de este esfuerzo.


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más información:
Levi D. Boggs et al, La propagación ascendente de aviones gigantes detectados por radio 3D y mapeo óptico, progreso de la ciencia (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abl8731

Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia

La frase: Nueva información sobre las explosiones de rayos de ‘jet gigante’ que llegan al espacio (8 de agosto de 2022) Recuperado el 8 de agosto de 2022 de https://phys.org/news/2022-08-gigantic-jet-lightning-space .html

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