Cientistas medem raios X de relâmpagos ascendentes particularmente perigosos pela primeira vez: WebCuriosos

A maneira como pensamos sobre os relâmpagos tende a ser um tanto direcional. Ele desce do céu em correntes de eletricidade, o próprio símbolo do poder da tempestade.

Mas nem sempre é para baixo que os raios se dirigem, e os cientistas acabaram de fazer uma primeira medição que pode ajudar-nos a compreender a forma como esta poderosa força da natureza se forma.

Num certo tipo de relâmpago que atinge o céu, denominado flashes positivos ascendentes, uma equipe liderada pelo astrofísico Toma Oregel-Chaumont, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (EPFL), detectou e mediu diretamente a emissão de raios X.

Flashes positivos ascendentes são um tipo de relâmpago que começa com líderes com carga negativa em um ponto de grande altitude e sobe gradualmente até o céu para se conectar com uma nuvem de tempestade antes de transferir uma carga positiva para o solo. E a detecção de radiação X poderia ajudar a mitigar os danos causados ​​por raios em todo o mundo.

“Ao nível do mar, os flashes ascendentes são raros, mas podem tornar-se o tipo dominante em grandes altitudes,” Oregel-Chaumont diz. “Eles também têm o potencial de serem mais prejudiciais, porque num flash ascendente, o raio permanece em contato com uma estrutura por mais tempo do que durante um flash descendente, dando-lhe mais tempo para transferir carga elétrica”.

Os raios X são um acompanhamento conhecido dos relâmpagos. Nós os detectamos em relâmpagos descendentes, nuvem-solo, e em relâmpagos desencadeados por foguetes, em ambos os casos durante a fase descendente negativa do líder do dardo. E foi detectado na fase líder do dardo de raios negativos ascendentes.

Mas a detecção de raios X na fase líder do dardo de quatro relâmpagos positivos ascendentes que irrompem da Torre Säntis, na Suíça, dizem Oregel-Chaumont e a sua equipa, é uma nova ferramenta para compreender os relâmpagos.

“O mecanismo real pelo qual o raio se inicia e se propaga ainda é um mistério”, eles explicam. “A observação de raios ascendentes de estruturas altas como a torre Säntis torna possível correlacionar medições de raios X com outras quantidades medidas simultaneamente, como observações de vídeo de alta velocidade e correntes elétricas.”

A Torre Säntis está notavelmente posicionada para o estudo de raios. Projetada e usada como torre de telecomunicações e estação de monitoramento meteorológico, a estrutura de 124 metros de altura (407 pés) fica no topo do Monte Säntis, de 2.502 metros (8.209 pés), nos Alpes Appenzell.

Projetando-se como um dedo no céu, é o principal alvo dos raios; na verdade, raios de eletricidade atingem-no cerca de 100 vezes por ano.

Por ser tão alto e por ter vistas claras das montanhas próximas, é um excelente local para registrar e analisar o comportamento dos relâmpagos. Os pesquisadores capturaram seus quatro flashes ascendentes usando câmeras de alta velocidade; um flash foi gravado a impressionantes 24.000 quadros por segundo.

Essas câmeras permitiram aos pesquisadores descobrir a diferença entre flashes positivos ascendentes que emitem raios X e aqueles que não emitem. A emissão de raios X é muito breve, desaparecendo no primeiro milissegundo da formação do líder e correlacionando-se com mudanças muito rápidas no campo elétrico, bem como com a taxa com que a corrente muda.

Isto, dizem os pesquisadores, tem implicações para mitigar a quantidade de destruição causada por raios nas estruturas humanas.

“Como físico, gosto de poder compreender a teoria por trás das observações, mas esta informação também é importante para compreender os relâmpagos do ponto de vista da engenharia”, disse. Oregel-Chaumont diz.

“Cada vez mais estruturas de alta altitude, como turbinas eólicas e aeronaves, estão sendo construídas a partir de materiais compósitos. Eles são menos condutores do que metais como o alumínio, por isso aquecem mais, tornando-os vulneráveis ​​a danos causados ​​por raios ascendentes.”

A pesquisa da equipe foi publicada em Relatórios Científicos.