De un comunicado de prensa de la NASA:
Los científicos que utilizan el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA han detectado haces de antimateria producidos por encima de las tormentas eléctricas en la Tierra, un fenómeno nunca antes visto.
Los científicos piensan que las partículas de antimateria se formaron en un destello de rayos gamma terrestres (TGF), un breve estallido producido dentro de las tormentas y que se asocia con los rayos. Se estima que alrededor de 500 TGF ocurren diariamente en todo el mundo, pero la mayoría no se detectan.
"Estas señales son la primera evidencia directa de que las tormentas eléctricas producen haces de partículas de antimateria", dijo Michael Briggs, miembro del equipo de Monitor de explosión de rayos gamma (GBM) de Fermi en la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH). Presentó los hallazgos el lunes, durante una conferencia de prensa en la reunión de la American Astronomical Society en Seattle.
Fermi está diseñado para controlar los rayos gamma, la forma de luz de mayor energía. Cuando la antimateria que golpea a Fermi choca con una partícula de materia normal, ambas partículas se aniquilan inmediatamente y se transforman en rayos gamma. El GBM ha detectado rayos gamma con energías de 511,000 electronvoltios, una señal que indica que un electrón se ha encontrado con su contraparte de antimateria, un positrón.
Aunque el GBM de Fermi está diseñado para observar eventos de alta energía en el universo, también proporciona información valiosa sobre este extraño fenómeno. El GBM monitorea constantemente todo el cielo celestial arriba y la Tierra abajo. El equipo de GBM ha identificado 130 TGF desde el lanzamiento de Fermi en 2008.
“En órbita durante menos de tres años, la misión Fermi ha demostrado ser una herramienta increíble para explorar el universo. Ahora aprendemos que puede descubrir misterios mucho, mucho más cerca de casa ", dijo Ilana Harrus, científica del programa Fermi en la sede de la NASA en Washington.
La nave espacial se ubicó inmediatamente por encima de una tormenta eléctrica para la mayoría de los TGF observados, pero en cuatro casos, las tormentas estaban lejos de Fermi. Además, las señales de radio generadas por rayos detectadas por una red de monitoreo global indicaron que el único rayo en ese momento estaba a cientos o más millas de distancia. Durante un TGF, que ocurrió el 14 de diciembre de 2009, Fermi se ubicó sobre Egipto. Pero la tormenta activa se produjo en Zambia, a unas 2.800 millas al sur. La tormenta distante estaba debajo del horizonte de Fermi, por lo que no se pudieron detectar los rayos gamma que producía.
"Aunque Fermi no podía ver la tormenta, la nave espacial estaba conectada magnéticamente", dijo Joseph Dwyer, del Instituto de Tecnología de Florida en Melbourne, Florida. "El TGF produjo electrones y positrones de alta velocidad, que luego se elevaron El campo magnético de la Tierra para golpear la nave espacial.
El rayo continuó más allá de Fermi, llegó a una ubicación, conocida como punto de espejo, donde se invirtió su movimiento, y luego golpeó la nave espacial por segunda vez solo 23 milisegundos más tarde. Cada vez, los positrones en el haz colisionaron con los electrones en la nave espacial. Las partículas se aniquilaron entre sí, emitiendo rayos gamma detectados por el GBM de Fermi.
Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que los TGF surgen de los fuertes campos eléctricos cerca de la parte superior de las tormentas eléctricas. En las condiciones adecuadas, dicen, el campo se vuelve lo suficientemente fuerte como para impulsar una avalancha de electrones hacia arriba. Al alcanzar velocidades casi tan rápidas como la luz, los electrones de alta energía emiten rayos gamma cuando son desviados por las moléculas de aire. Normalmente, estos rayos gamma se detectan como un TGF.
Pero los electrones en cascada producen tantos rayos gamma que liberan electrones y positrones de la atmósfera. Esto sucede cuando la energía de los rayos gamma se transforma en un par de partículas: un electrón y un positrón. Son estas partículas las que alcanzan la órbita de Fermi.
La detección de positrones muestra que muchas partículas de alta energía están siendo expulsadas de la atmósfera. De hecho, los científicos ahora piensan que todos los TGF emiten haces de electrones / positrones. Un documento sobre los hallazgos ha sido aceptado para su publicación en Geophysical Research Letters.
"Los resultados de Fermi nos acercan un paso más a comprender cómo funcionan los TGF", dijo Steven Cummer de la Universidad de Duke. "Todavía tenemos que descubrir qué tiene de especial estas tormentas y el papel preciso que juegan los rayos en el proceso".
El telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA es una asociación de astrofísica y física de partículas. Es administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Fue desarrollado en colaboración con el Departamento de Energía de EE. UU., Con importantes contribuciones de instituciones académicas y socios en Francia, Alemania, Italia, Japón, Suecia y Estados Unidos.
El Centro de Operaciones de Instrumentos GBM está ubicado en el Centro Nacional de Tecnología de Ciencia Espacial en Huntsville, Ala. El equipo incluye una colaboración de científicos de UAH, el Centro Marshall de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania y otras instituciones.
Después de la medianoche del lunes (hora estándar del este), el documento estará disponible en el sitio web de AGU en este enlace para aquellos registrados en AGU.
