Relâmpago pode enviar 'elétrons assassinos' voando para o espaço próximo à velocidade da luz: WebCuriosos
As tempestades com raios são alguns dos eventos mais espetaculares, selvagens e dramáticos que o nosso mundo tem para oferecer – mas os efeitos não são direcionados apenas para a superfície da Terra.
De acordo com uma nova pesquisa, as tempestades elétricas podem arrancar elétrons “assassinos” de alta energia do cinturão de radiação do planeta e lançá-los em todas as direções. É uma nova ligação entre a meteorologia da Terra e o “clima” no espaço que nos rodeia, e pode ajudar-nos a proteger melhor o nosso equipamento espacial e os humanos que enviamos para órbita.
“Essas partículas são as assustadoras ou o que algumas pessoas chamam de ‘elétrons assassinos’”, diz o engenheiro aeroespacial Max Feinland da Universidade do Colorado, Boulder. “Eles podem penetrar em metais em satélites, atingir placas de circuito e podem ser cancerígenos se atingirem uma pessoa no espaço”.
O Cinturões de radiação Van Allen que rodeiam o nosso planeta como um donut gigante são um produto do campo magnético da Terra, que retém partículas carregadas do vento que sopra constantemente do Sol. A correia interna estende-se desde 640 a 9.600 quilômetros (400 a 6.000 milhas) de altitude, e o cinturão externo de cerca de 13.500 a 58.000 quilômetros.
Esta armadilha é boa para o nosso planeta; ele nos protege do impacto do vento solar e das partículas carregadas que, de outra forma, seríamos atingidos. Mas as partículas podem, e fazem, escapar. O chamado elétrons “assassinos” são aqueles que têm tanta energia que se movem perto da velocidade da luz, ou velocidade relativística.
Por terem muita energia, a proteção não consegue mantê-los afastados; eles podem penetrar satélites (e há uma muitos deles em órbita baixa da Terra hoje em dia), carregando uma carga que corre o risco de danificar os componentes eletrônicos dentro e encurtando a vida útil das tecnologias. Elétrons assassinos descontrolados também não são bons para a saúde humana, expondo potencialmente os astronautas a doses perigosas de radiação cósmica.
Vale a pena notar que aproveitamos elétrons de alta velocidade para tratar o câncertambém. Em geral, porém, essas partículas velozes não proporcionam um bom momento para qualquer coisa relacionada aos humanos em seu caminho.
Existem processos que podem acelerar elétrons de níveis de energia mais calmos, incluindo as tempestades solares geradas pelas erupções e ejeções de massa coronal que são tão frequentes no pico do ciclo de atividade solar.
Os pesquisadores descobriram a conexão com os relâmpagos analisando dados de satélite que pareciam mostrar aglomerados de elétrons de alta energia movendo-se através do cinturão de radiação interno. Isto foi uma surpresa: o cinturão de radiação interno tem sido tradicionalmente considerado bastante estável e enfadonho.
Mas quando Feinland fez um estudo mais detalhado dos registos de arquivo, descobriu 45 surtos de electrões de alta energia entre 1996 e 2006. E alguns destes surtos podem estar ligados a descargas atmosféricas na atmosfera da Terra, ocorrendo menos de um segundo após o registo do raio.
Sabe-se que os relâmpagos geram ondas eletromagnéticas conhecidas como ondas de assobioque ocorrem na faixa de rádio de baixa frequência do espectro. Pesquisa anterior sugere que as ondas de assobio ondulando através do plasma instável do cinturão de radiação podem fazer com que os elétrons se acotovelem, com os elétrons de energia mais baixa transferindo energia para os elétrons de energia mais alta em uma reação em cadeia que pode, em última instância, produzir elétrons assassinos relativísticos.
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Os investigadores acreditam que as suas observações reflectem um mecanismo semelhante, com as ondas assobiadoras a produzirem surtos de electrões assassinos que saltam entre os pólos antes de desaparecerem.
Não está claro com que frequência isso ocorre e quais condições específicas são necessárias para desencadeá-lo. É possível que a atividade solar desempenhe um papel, e pesquisas anteriores sugerem que a densidade do plasma e a atividade das ondas também são fatores importantes na geração de elétrons relativísticos. Será necessário um pouco mais de trabalho para descobrir os diferentes fatores em jogo nos elétrons assassinos induzidos por raios.
Observações e análises futuras nos ajudariam a compreender melhor a natureza das interações onda-partícula em jogo.
Enquanto isso, as descobertas sugerem que os astronautas podem querer ficar em segurança em ambientes fechados enquanto há tempestade lá fora. Você não quer ser pego por uma chuva torrencial de elétrons.
A pesquisa foi publicada em Comunicações da Natureza.
