Duendes, elfos y raras entidades en la atmósfera - Emisiones ópticas de alta atmósfera excitadas por tormentas eléctricas

Además de producirse efectos en la tropósfera, que los científicos conocen bien, las fuertes descargas eléctricas entre nubes y tierra producen varios tipos de efectos menos conocidos en la atmósfera alta y media. Estos efectos fueron descubiertos recientemente (1989), y su investigación está aún en sus primeros pasos.

Duendes rojos

Los "duendes rojos" (ver foto arriba) son relámpagos de luz roja muy grandes excitados en la atmósfera superior por rayos de carga positiva que se descargan entre nubes y tierra. La primera vez que se los documentó fue en video tape en Minnesota, muy recientemente [Franz, R.C., R.J. Nemzek y J.R. Winckler, Imagen de televisión de una gran descarga eléctrica sobre un sistema de tormenta de rayos, Science,249, 48-51, 1990]. Gracias a este reporte inicial varios grupos de investigadores trabajaron sobre este fenómeno y otros relacionados. A fines de 1996 por lo menos una docena de grupos habían tenido éxito en su esfuerzo por obtener imágenes de TV de duendes danzando muy por encima de las tormentas eléctricas. Lo hicieron con observaciones obtenidas desde el transbordador espacial (space shuttle), desde aeronaves y desde la superficie. La imagen que se ve arriba fue la primera imagen en TV color de un duende rojo y fue obtenida en 1994 por la Universidad de Alaska desde un jet de la NASA.

Origen del término "Duende" (sprite) para nombrar a los relámpagos ópticos de alta atmósfera

El nombre fue acuñado en 1993 por uno de los investigadores del fenómeno que no estaba satisfecho con los largos nombres descriptivos, basados en fenómenos que no estaban aún definidos, como por ejemplo "descarga nube-estratósfera", "relámpago superior" y "descarga nube-ionósfera". Estos términos tenían el defecto de preasumir explicaciones en sus connotaciones.

A la luz de tanta incerteza, y debido a la naturaleza caprichosa de estos entes y la calidad fantasmal de sus imágenes, un investigador comenzó a llamarlos "duendes", nombre que fue adoptado de inmediato por el mundo científico y por los periodistas.

Imágenes de Duendes

Imágenes obtenidas por la University of Alaska en 1996

Las imágenes que siguen son cuadros tomados de secuencias de video grabadas usando una cámara de televisión de bajo nivel de luz. Excepto si se indica lo contrario, el campo de visión es de más o menos 15 grados en sentido horizontal. Los duendes que se muestran aparecieron sobre tormentas eléctricas que estaban a cientos de kilómetros de los observadores.

Duendes que danzan

Esta secuencia de cuadros de video muestra una serie de duendes aparecidos en sucesión que parecen "danzar" desde la izquierda hacia la derecha. La secuencia dura unos 200 milisegundos. Unos pocos minutos después aparece otro conjunto de duendes, danzando ahora en dirección opuesta. La tormenta que produjo estos fenómenos está detrás del horizonte. Obsérvese que los cuadros que aparecen aquí no están separados por un tiempo constante. La línea de trazos que se ve fue agregada por medios electrónicos para marcar la ubicación de la ranura del espectrógrafo. Se estima que la parte superior de estos fenómenos se encontraba a alrededor de 85-90 km de altitud.

Duendes como fuegos artificiales

Espectacular imagen de video de un gran conjunto de columnas de duendes y sus zarcillos asociados. La imagen fue obtenida cerca de Fort Collins, Colorado, EEUU.Algunas columnas aparecen curvadas, con la curvatura aumentando cerca de sus base. Varias parecen quebrarse en "camas" o "bolas", desprendiendo destellos de luminosidad cerca de sus partes inferiores. Las partes bajas de la mayoría de estas columnas parecen ser origen de estructuras ramificadas complicadas.

Duendes "columniformes"

Un suceso parecido a los fuegos artificiales de arriba fue registrado un año antes en el Monte Evans, en 1995. Se trata de un duende con forma de columnas (columniforme), que muestra un grupo de delgadas columnas verticales.

Duende "huesito de la suerte"

Esta secuencia de imágenes sucesivas de un duende revelan sus distintos aspectos del mismo durante el mismo suceso. Primero, a la izquierda, se ven varias columnas curvadas, remanentes de un evento que comenzó varios cuadros antes. Esas columnas son similares a las que se ven en los duendes tipo "fuegos artificiales" y tipo "columniforme" que mostramos arriba. En este caso no hay una sensación de curvatura consistente entre las columnas (de izquierda a derecha). Las brilantes partes inferiores de estas estructuras curvadas están a una altura de alrededor de los 70 km. En la segunda imagen se ve que ha aparecido repentinamente un duende "clásico" (apenas a la izquierda del centro), que muestra trazas de una difusa "cabellera" que surge hacia arriba y zarcillos que se van bifurcando que se extienden hacia abajo. La región ubicada debajo de las columnas curvadas se ha deshecho en parches luminosos. En la imagen de la derecha el nuevo duende se ha vuelto más brillante, la difusa cabellera se ha intensificado y los zarcillos se han puesto más pronunciados.

Ejemplos de imágenes de duendes capturadas en video durante la campaña de observación de duendes de la Universidad de Alaska. Se observan las diversas formas que pueden tomar. Estas imágenes fueron obtenidas desde el observatorio de infrarrojos de la Universidad de Wyoming (WIRO), ubicado a alrededor de 80 kilómetros al sudoeste de la ciudad de Laramie, a una altura de 2800 metros.

Conjunto de duendes con una densa estructura de zarcillos.	Difusos duendes que se extienden horizontalmente por unos 50 a 100 km. Como características notables se ven numerosas camas luminosas fantasmales y conjuntos de camas y dos difusas bandas oscuras ubicadas en sentido horizontal que abarcan toda la estructura.
Un duende solitario y clásico, exhibiendo su región central brillante, difusos penachos de "cabellos" arriba y una sugerencia de zarcillos debajo.	Duendes "hermanitos" que muestran la mayoría de sus características clásicas. Se ven en los dos las difusas bandas oscuras horizontales que se observaron en un ejemplo anterior.
Un evento compuesto extendido en forma horizontal, con columnas curvadas en su lado izquierdo similares a las de los eventos "de fuegos artificiales" y características clásicas en la parte derecha. La región brillante y saturada en la parte inferior izquierda es a causa del rayo causante del fenómeno, que también es visible.	Un evento de duende inusualmente brillante que muestra zarcillos diferenciados y una parte superior difusa. La banda oscura horizontal que se extiende hacia la derecha de la imagen es un elemento de la cámara.

Duendes (sprites)

Emisiones ópticas de alta atmósfera
excitadas por tormentas eléctricas

Emisiones ópticas de la alta atmósfera relacionadas con los rayos

Duendes rojos