Desvelan el origen de los 'fantasmas', unos raros fenómenos luminosos en la atmósfera que apenas duran un parpadeo

Estos TLEs se convirtieron en una de las obsesiones de los astrónomos aficionados, que trataban de inmortalizarlos con sus cámaras. Y, entre imagen e imagen, surgió un nuevo misterio: en la parte superior de los duendes aparecían otros destellos, esta vez verdes, a los que la comunidad científica llamó 'fantasmas' por su brillo especial (y porque coincidía con el acrónimo GHOST, fantasma en inglés, pero que también quería decir GreenisH Optical emission from Sprite Tops, algo así como emisiones ópticas verdosas de la cima de los duendes).

Hasta el momento, se ha pensado que este fulgor verdoso, que no es visible a simple vista, estaba relacionado con un mecanismo similar al que ocurre con las auroras boreales, que se producen porque las partículas cargadas del espacio chocan contra nuestra atmósfera. Sin embargo, astrónomos españoles han descubierto que su origen es distinto, y que está relacionado con metales como el hierro y el níquel, que nunca se habían incluido en los modelos ópticos de los destellos mesosféricos. Las conclusiones acaban de publicarse en la revista 'Nature Communications'.

Los fantasmas siempre se observan vinculados a los duendes, que son unos fenómenos luminosos que duran apenas centésimas de segundo y que muestran dos zonas: una parte superior más difuminada y una región inferior poblada de tentáculos (que, en realidad, son filamentos de aire ionizado de entre diez y cien metros de grosor). Por su parte, los duendes pueden extenderse desde los cuarenta hasta los casi cien kilómetros sobre el suelo y, en ocasiones, presentan uno de los citados fantasma sobre la parte difusa que perdura cientos de milisegundos tras la desaparición del duende que lo generó.

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. Para corroborarlo, 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).

«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. Hace falta mucha suerte y 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 María Passas Varo, investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que encabeza el trabajo.

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.

«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–. 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».

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.