En contraste con la creencia popular, los rayos a menudo caen dos veces, pero la razón por la cual un canal de rayos se 'reutiliza' sigue siendo un misterio. Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Groningen ha utilizado el radiotelescopio LOFAR para estudiarEl desarrollo de relámpagos con detalles sin precedentes. Su trabajo revela que las cargas negativas dentro de una nube de tormenta no se descargan en un solo destello, sino que se almacenan en parte junto al canal líder en Interrupciones. Esto ocurre dentro de estructuras que los investigadores han llamado agujas.A través de estas agujas, una carga negativa puede causar una descarga repetida al suelo. Los resultados se publicaron el 18 de abril en la revista científica. Naturaleza .
agujas
"Este hallazgo está en fuerte contraste con la imagen actual, en la que la carga fluye a lo largo de los canales de plasma directamente de una parte de la nube a otra, o al suelo", explica Olaf Scholten, profesor de física en el KVI-CARTInstituto de la Universidad de Groningen. La razón por la cual las agujas nunca antes se habían visto radica en las 'capacidades supremas' de LOFAR, agrega su colega el Dr. Brian Hare, primer autor del artículo: "Estas agujas pueden tener una longitud de 100 metrosy un diámetro de menos de cinco metros, y son demasiado pequeños y de corta duración para otros sistemas de detección de rayos ".
Low Frequency Array LOFAR es un radiotelescopio holandés que consta de miles de antenas bastante simples repartidas por el norte de Europa. Estas antenas están conectadas con una computadora central a través de cables de fibra óptica, lo que significa que pueden funcionar como una sola entidadLOFAR está desarrollado principalmente para observaciones de radioastronomía, pero el rango de frecuencia de las antenas también lo hace adecuado para la investigación de rayos, ya que las descargas producen ráfagas en la banda de radio VHF muy alta frecuencia.
dentro de la nube
Para las presentes observaciones de rayos, los científicos han utilizado solo las estaciones LOFAR holandesas, que cubren un área de 3.200 kilómetros cuadrados. Este nuevo estudio analizó las trazas de tiempo sin procesar que son precisas a un nanosegundo tal como se midió en 30Banda de 80 MHz. Brian Hare: "Estos datos nos permiten detectar la propagación de rayos a una escala en la que, por primera vez, podemos distinguir los procesos primarios. Además, el uso de ondas de radio nos permite mirar dentro de la nube de tormenta, donde la mayoríadel rayo reside "
Los rayos se producen cuando fuertes corrientes ascendentes generan un tipo de electricidad estática en grandes nubes de cumulonimbos. Partes de la nube se cargan positivamente y otras negativamente. Cuando esta separación de carga es lo suficientemente grande, se produce una descarga violenta, lo que conocemos como un rayo.la descarga comienza con un plasma, una pequeña área de aire ionizado lo suficientemente caliente como para ser eléctricamente conductor. Esta pequeña área se convierte en un canal de plasma bifurcado que puede alcanzar longitudes de varios kilómetros. Las puntas positivas del canal de plasma recogen cargas negativas de la nube,que pasan a través del canal hasta la punta negativa, donde se descarga la carga. Ya se sabía que se produce una gran cantidad de emisiones de VHF en las puntas crecientes de los canales negativos, mientras que los canales positivos muestran emisiones solo a lo largo del canal, no enla punta.
Un nuevo algoritmo
Los científicos desarrollaron un nuevo algoritmo para los datos LOFAR, que les permitió visualizar las emisiones de radio VHF de dos relámpagos. El conjunto de antenas y la marca de tiempo muy precisa en todos los datos les permitieron identificar las fuentes de emisión con una resolución sin precedentes ".Cerca del área central de LOFAR, donde la densidad de la antena es más alta, la precisión espacial era de aproximadamente un metro ", dice el profesor Scholten. Además, los datos obtenidos fueron capaces de localizar 10 veces más fuentes de VHF que otros sistemas de imágenes tridimensionales,con una resolución temporal en el rango de nanosegundos. Esto dio como resultado una imagen 3D de alta resolución de la descarga del rayo.
descanso
Los resultados muestran claramente la ocurrencia de una ruptura en el canal de descarga, en un lugar donde se forman agujas. Estas parecen descargar cargas negativas del canal principal, que posteriormente vuelven a entrar en la nube. La reducción de las cargas en el canalSin embargo, una vez que la carga en la nube vuelve a ser lo suficientemente alta, el flujo a través del canal se restablece, lo que lleva a una segunda descarga de rayos. Mediante este mecanismo, los rayos caerán repetidamente en la misma área.
Scholten: "Las emisiones de VHF a lo largo del canal positivo se deben a descargas repetidas con bastante regularidad a lo largo de canales laterales previamente formados, las agujas. Estas agujas parecen drenar las cargas de manera pulsada". Este es un fenómeno totalmente nuevo, agrega el profesorJoe Dwyer, de la Universidad de New Hampshire EE. UU., Tercer autor del artículo: "Nuestras nuevas técnicas de observación muestran grandes cantidades de agujas en el rayo, que no se han visto antes". Y Brian Hare concluye: "De estas observaciones, vemos que una parte de la nube se recarga, y podemos entender por qué una descarga de rayos al suelo puede repetirse varias veces ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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