Astrónomos españoles resuelven el misterio de las 'luces fantasma' en el cielo del Mediterráneo

De los fuegos fatuos a los espejismos sobre la superficie del mar, los múltiples fenómenos luminosos y visuales que desafían a la percepción humana han sido tradicionalmente atribuidos al mundo de las hadas: criaturas sobrenaturales que usarían estas ilusiones para confundir y hechizar. El fenómeno de los 'fantasmas mesosféricos', sin embargo, es mucho más raro: no fue descrito científicamente hasta 1886, y la primera fotografía que confirmó su existencia llegó un siglo después.

Estos 'fantasmas' ('ghosts') y 'duendes' ('sprites') pertenecen a la familia de los 'Eventos Luminosos Transitorios', que son extremadamente fugaces y ocurren a mayor altura que los relámpagos durante una tormenta, en la región de la atmósfera superior de la Tierra denominada mesoesfera. Duran centésimas de segundo, y se manifiestan como una parte superior difusa más una región inferior poblada de "tentáculos" (filamentos de aire ionizado de entre diez y cien metros de grosor).

Esa configuración de 'medusa' es capaz de despertar la imaginación incluso de los más excépticos, ya que toma un color vívido rojo, que las nuevas cámaras han logrado captar en imágenes verdaderamente escalofriantes. También puede manifestarse como 'elfos', 'chorros azules', halos y rayos gigantes. Sin embargo, los fenómenos avistados sobre el Mediterráneo, los 'fantasmas verdes', son aún más raros. Un equipo de investigadores españoles desvela ahora el motivo en Nature Communications: se debe a la interacción con el hierro, níquel, oxígeno atómico y nitrógeno de la atmósfera. 

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El motivo de la coloración verdosa de estos raros 'fantasmas mesosféricos' ha sido un enigma hasta ahora para la astronomía. Se ha atribuido esta tonalidad al estado excitado de los átomos de oxígeno en la atmósfera durante una tormenta eléctrica, pero los materiales metálicos involucrados en el fenómeno no habían podido ser captados por las observaciones espectroscópicas. Esta es la tecnología que nos permite conocer la composición de planetas lejanos, al atribuir un color a cada metal. 

Para poder entender los procesos químicos y dinámicos detrás de estos 'duendes', el equipo de María Passas-Varo, especialista en espectroscopía de plasmas atmosféricos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), arrancó en junio de 2019 una campaña de observación de alta resolución espectral en Castellgalí, Barcelona. Tras sintonizar los instrumentos para registrar acontecimientos en el espectro visual humano, una gran tormenta sobre el Mediterráneo el 21 de septiembre de ese mismo mes les permitió capturar un 'duende' en configuración de medusa.

El 'duende' y el resplandor del 'fantasma' captados.

La espectrometría les permitió observar un aumento de la luminosidad en los instantes previos e inmediatamente posteriores a la manifestación del 'duende', lo que indicaba que venía acompañado de un 'fantasma', una "sombra" de color verde que solo se presenta en ocasiones. Este resplandor quedó evidenciado por las imágenes en infrarrojos del cielo nocturno, que muestras una estructura en bandas, relacionada según los investigadores con la interacción con las ondas gravitatorias. 

La espectrografía permitió detectar rastros de los minerales más presentes en la atmósfera debido a la ablación de partículas de polvo interplanetario provocada por la entrada de meteoros a alta velocidad. Estos depositan los materiales que requeridos para la aparición del 'fantasma': hierro, níquel, oxígeno atómico y nitrógeno. Además, los invstigadores pudieron comprobar que el fenómeno es más cautivador aún de lo que el ojo humano puede percibir: además del verde, el 'fantasma' emite colores amarillos y naranjas.