Revelan el origen del fenómeno de los fantasmas verdes que iluminan fugazmente la atmósfera

En la atmósfera hay fantasmas verdes, duendes rojos o elfos que iluminan el cielo de forma breve, que duran poquísimo y que hasta hace poco no se sabía que existían. Prácticamente imperceptibles y difíciles de capturar.

En la mesosfera, la capa de la atmósfera que se sitúa por encima de la estratosfera y por debajo de la termosfera, entre los 50 y 80 kilómetros de altitud, se producen gigantescos destellos luminosos y breves cuyo descubrimiento sorprendió a la comunidad científica.

En esta región de la atmósfera, que se creía hasta hace poco que no existía  actividad eléctrica, se producen gigantescos destellos luminosos, que dada su dificultad de capturarlos, recibieron nombres como duendes o elfos extraídos de la imprescindible obra Sueño de una noche de verano de Shakespeare .

Destellos verdosos

Estos fenómenos, relacionados con las tormentas eléctricas, están aparejados con los fantasmas verdes, una reacción que se produce a decenas de kilómetros por encima de las nubes.

Los fantasmas (o Ghosts, del inglés GreenisH Optical emission from Sprite Tops), son unos destellos verdosos cuyo origen se atribuía al oxígeno. Ahora, el primer estudio espectroscópico de estos eventos, publicado en la revista Nature Communications, los asocia con metales, como el hierro o el níquel, elementos que nunca se habían incluido en los modelos ópticos de los destellos mesosféricos.

La publicación de toda esta concatenación de acontecimientos atmosféricos que han sido escrutados por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha sido dirigida por la investigadora e ingeniera María Passas Varo.

Espectacular evento luminoso

Desde la entidad científica se explica que estos Ghosts (emisiones verdes de oxígeno excitado en las partes superiores de un duende) ,»no aparecen de forma aislada, sino que se observan en la región superior de los sprites (duendes), un espectacular evento luminoso de apenas centésimas de segundo que muestra una parte superior difusa y una región inferior poblada de tentáculos (filamentos de aire ionizado de entre diez y cien metros de grosor)».

Estos duendes, que pueden extenderse desde los cuarenta hasta los casi cien kilómetros sobre el suelo, en ocasiones, presentan unos fantasmas en la atmósfera sobre la parte superior difusa, que perdura cientos de milisegundos tras la desaparición del duende que lo generó.

Un descubrimiento reciente

«Desde que, en 1989, se documentaron los primeros Eventos Luminosos Transitorios (o TLEs, de sus siglas en inglés), que es como conocemos esta familia de eventos, personas de todo el mundo buscan capturarlos durante las tormentas eléctricas», señala la investigadora. «De hecho, fue un científico aficionado quien fotografió por primera vez un fantasma, el último miembro descubierto de la familia de los TLEs”, explica Passas Varo.

Desde el Consejo Superior de Investigaciones Científicas explican que, hasta ahora, la principal hipótesis para explicar este destello verdoso que aparece sobre algunos duendes más intensos apuntaba a la interacción de las partículas cargadas (iones) con el oxígeno atómico presente en la atmósfera, un fenómeno ya identificado en el color verdoso de las auroras.

Con la intención de comprobarlo, el equipo científico que desarrolló este trabajo inició en junio de 2019 una campaña de observación sistemática para la obtención de espectros de la región superior de los duendes. Un espectro permite conocer parámetros como la temperatura o composición de un objeto celeste, reseñan desde el CSIC.

De cazatormentas a cazafantasmas

Y así, con un instrumento cazatormentas, que las fotografía automáticamente, pasa a las manos de los investigadores para convertirse ellos mismos en cazafantasmas.

La paciencia y la tenacidad por perseguir estos duendes es lo que puede describir su afán por observarlos ya que «uno de cada cien duendes muy intensos genera un fantasma. Hemos analizado más de dos mil espectros, y solo cuarenta y dos correspondían a la región alta del duende, donde los fantasmas suelen aparecer» apunta Passas Varo.

Y no sólo hay que ser metódico durante cuatro años, también ha habido que echar mano de un factor tan poco científico como la «suerte» y, además, de «mucha pericia para apuntar el instrumento a la altura adecuada, porque la rendija de observación es muy estrecha y hay que predecir dónde va a aparecer el duende. De los cuarenta y dos espectros, solo uno tenía relación señal a ruido lo suficientemente intensa», detalla la investigadora.

Hierro y níquel extraterrestes

Ese espectro reveló, por primera vez, qué produce los fantasmas, un proceso en el que el oxígeno contribuye muy poco. El equipo halló, en cambio, que el destello verdoso se debe sobre todo a metales, hierro y níquel, compuestos que nunca se habían tenido en cuenta a la hora de desarrollar modelos ópticos para los TLEs.

La explicación de la presencia de hierro y níquel, revelada por estos fantasmas, tiene origen extraterrestre, porque proviene de los meteoros que entran en la atmósfera a gran velocidad, se desintegran a altas temperaturas y los átomos de estos metales quedan en suspensión.

Y llegó el momento esperado. «Justo ese día observamos ondas de gravedad, unas perturbaciones atmosféricas producidas por movimientos verticales intensos en el aire, como los generados por las tormentas, añade María Passas Varo.

Entender el circuito eléctrico del planeta

«Sabíamos que en la atmósfera existen capas de metales, que proceden de la entrada de polvo interestelar en la atmósfera, y todo apunta a que estas fluctuaciones en la densidad del aire hacen que la altitud de estas capas de metales sea variable: así, esta variabilidad sería la responsable de que no siempre aparezcan los fantasmas».

Desde el CSIC revelan que el hallazgo de estos átomos metálicos implica una actualización de los modelos para los eventos luminosos transitorios, cuya comprensión resulta a su vez fundamental para entender cómo funciona el circuito eléctrico global del planeta.