Un tipo raro de rayo ha tenido a los científicos rascándose la cabeza desde finales de la década de 1970. Los “superbolts” son los rayos más poderosos de la Tierra, con descargas tan fuertes que no pueden reproducirse en el laboratorio. Los rayos también muestran atributos geográficos y estacionales opuestos a los de los relámpagos regulares, lo que aumenta su misterio.

"Todavía no entendemos cómo los superbolts pueden ser tan poderosos", dijo Jean-François Ripoll, científico principal del Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) cerca de París, Francia. Y a diferencia de los rayos tradicionales, que ocurren con más frecuencia en verano y sobre tierra, los superbolts ocurren con más frecuencia en invierno y sobre el agua. "No tenemos idea de por qué", añade.

En medio de las muchas incógnitas, los científicos están utilizando satélites para definir los atributos inusuales de los superbolts, explica la NASA en un comunicado. Un estudio de 2020 de datos de satélites ópticos mostró que algunos de los rayos más brillantes, hasta 1.000 veces más brillantes que los rayos normales, son de hecho un tipo de relámpago físicamente único y no se debe a un error al interpretar la medición.

En un estudio de 2021, Ripoll y sus colegas confirmaron el poder extremo de los superbolts midiendo sus ondas electromagnéticas. Este fenómeno electromagnético, descubrieron, no se limita solo a la atmósfera de la Tierra; se extiende hasta el espacio.

Los rayos son una fuente natural de energía electromagnética que se extiende hasta el rango de muy baja frecuencia (VLF). Los científicos demostraron que las ondas VLF transmitidas al espacio por superbolts son mucho más poderosas que las que transmiten los rayos típicos. "Las ondas electromagnéticas como esa son poco comunes de las señales de los rayos en el espacio", dijo Ripoll. "Dudábamos de tanto poder hasta que pudimos asociarlo a un superbolt".

Para hacer la conexión, los investigadores trabajaron para hacer coincidir las detecciones espaciales de superbolts con múltiples detecciones terrestres. El siguiente mapa muestra las detecciones de superbolts (energías superiores a 1 megajulio) entre 2012 y 2018. Los puntos azules son detecciones terrestres, de la World-Wide Lightning Location Network (una red de estaciones entre más de 50 universidades e instituciones), de la campaña de medición ECLAIR realizada desde las estaciones terrestres CEA, y de las estaciones terrestres Metéorage. Los puntos púrpuras son donde las detecciones basadas en el espacio de las sondas Van Allen de la NASA se superponen con las detecciones terrestres.

En este conjunto de datos, dos superbolts tenían datos suficientemente superpuestos del suelo y el espacio para un estudio detallado. Uno de ellos, señalado por el gran punto rosa en el mapa, se muestra el espectrograma. Este gráfico muestra el componente eléctrico de la señal electromagnética del superbolt detectada desde el espacio.

Hay que tener en cuenta que la señal de las dos primeras detecciones en forma de coma (rojo) es mucho más potente que las señales posteriores. Estas dos poderosas ondas están asociadas con el superbolt, seguidas de ondas menos poderosas asociadas con numerosos rayos típicos.

“Algunos de estos superbolts pueden tener hasta 1.000 veces más energía que un rayo típico”, dijo Ripoll. Dichos rayos son capaces de producir más daño que los rayos típicos si impactaran en el lugar correcto de la Tierra.

En el espacio, sin embargo, las ondas electromagnéticas tienen una aplicación potencialmente útil, ya que pueden desviar los llamados "electrones asesinos" atrapados en el espacio cercano a la Tierra, donde pueden dañar la electrónica de los satélites en órbita. "Potencialmente, esta energía electromagnética puede proteger nuestros activos de estos electrones", dijo Ripoll. “Estudiamos las ondas, los electrones y las interacciones onda-partícula por esa razón. Estamos felices de saber que estas ondas son reales y están basadas en la física", concluye.