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Foto de un sprite tipo "medusa", tomada por Paul M. Smith en 2018 sobre Kaw Lake. |
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Sprite. Foto: Paul M Smith @PaulMSmithPhoto |
Los "sprites" pertenecen a un grupo bastante misterioso y colorido de fenómenos naturales llamados Eventos Luminosos Transitorios (por sus siglas en inglés, TLE), que ocurren en la mesósfera.
Los informes visuales de los espectros rojos se remontan al siglo XVIII, pero la ciencia se tomó unos siglos más para describirlos por primera vez, cuando fueron capturados accidentalmente por una cámara en 1989. Años más tarde, en 1994, la Universidad de Alaska logró desde una nave de la NASA tomar la primera imagen en colores de un sprite, con su color rojo característico.
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TLEs descubiertos hasta el momento. Algunos de sus nombres fueron tomados de “El sueño de una noche de verano” (Shakespeare), por su naturaleza entre misteriosa y espiritual. Imagen: F. Lucena |
En una tormenta, un rayo puede cambiar abruptamente el campo eléctrico y disparar un flash secundario en una especie de efecto dominó. Los sprites también son iniciados por un gran cambio en el campo eléctrico que ocurre durante un rayo.
Habitualmente los rayos emergen de la región inferior de la nube y muestran polaridad negativa, pero en algunas ocasiones surgen rayos con polaridad positiva (son mucho más potentes y peligrosos). Estos flashes principales transfieren grandes cantidades de carga, y son casi siempre positivos en polaridad, lo que significa que la tierra gana rápidamente una carga neta positiva.
Esto crea de pronto un poderoso campo eléctrico entre la parte superior de las tormentas eléctricas, y una alta concentración de iones cargados positivamente a unos 100 km en la parte inferior de la ionosfera. Este nuevo desequilibrio es el que puede iniciar un sprite.
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Otro Sprite. Foto: Paul M Smith @PaulMSmithPhoto |
Paul Smith es uno de los fotógrafos más exitoso del mundo en capturar TLEs. Estas imágenes permiten a los científicos comprender y analizar mejor a estos fenómenos de luz. Los sprites son eventos luminosos que duran centésimas de segundo, la parte inferior del fuerte destello de luz de color rojo está formado por una especie de filamentos o tentáculos de aire ionizado (de entre 10 a 100 metros de grosor), la parte superior de un sprite es difusa y puede llegar desde los 40 hasta casi los 100 km de altura.
Los sprites a menudo se denominan incorrectamente rayos atmosféricos superiores, mientras las temperaturas de los rayos son muy elevadas, los sprites se consideran un fenómeno de plasma frío. La física que hace que los sprites se iluminen brevemente, es muy parecida al proceso que causa las auroras.
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Esquema de la diferencia de altitud entre sprites y auroras. Capturas del video explicativo realizado por @PecosHank y @PaulMSmithPhoto |
En el caso de los sprites la energía no proviene del viento solar, sino que es generada por el poderoso campo eléctrico entre la tormenta y la atmósfera superior. Estos fenómenos ocurren a una altura mucho menor que las auroras, y a esas altitudes la atmósfera es principalmente nitrógeno. La excitación del nitrógeno emite luces azules y rojas, a la presión atmosférica que ocurren los sprites el nitrógeno excita el color rojo, pero a medida que la presión aumenta (cuanto más te acercas a la tierra), el nitrógeno excita a los colores más azules.
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La excitación del nitrógeno en el aire, a una altura cercana a los 100 km, es el responsable de que los sprites se vean de color rojo. |
Debido a su rápida formación no se puede seguir con los ojos, pero su estructura vertical y el color rojo pueden ser percibidos. Son de difícil captura porque tienen una duración aproximada de sólo 20 milisegundos, y ocurren a una altura muy elevada. Como ya dijimos los primeros sprites fueron fotografiados por las cámaras a bordo del transbordador espacial, pero hoy en día los "cazadores de sprites" fotografían periódicamente a estos sistemas desde la Tierra, sin necesidad de estar en una nave.
Con imágenes del radar local deben comprobar el pronóstico de tormentas con fuerte actividad eléctrica y a menos de dos kilómetros de su ubicación. Además, es imprescindible un cielo claro por encima de las nubes de las tormentas distantes. Luego apuntan sus cámaras de alta resolución (capaces de fotografiar 10 mil fotogramas por segundo) hacia la dirección de las tormentas. Algunos utilizan un modificado DLST de infrarrojos, pero cualquier cámara réflex digital de alta resolución podría capturarlos.
Algunos fotógrafos suelen disparar de 2 a 4 segundos de exposiciones continuas. Se requiere mucha paciencia, perseverancia, y también algo de suerte para poder lograr tomarles una foto. Lanzamos el desafío, ¿quién lo logrará?
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