As tempestades nos trópicos são literalmente radioativas, de acordo com uma equipe de pesquisadores que recentemente usou um avião espião adaptado para pesquisar o fenômeno.
A pesquisa da equipe foi publicada em dois artigos em Natureza esta manhã. Um dos papéis descreve a emissão frequente de raios gama de longa duração brilha em grandes partes da atmosfera durante tempestades tropicais. O outro papel entra em detalhes sobre o fenômeno recém-identificado – apelidado de flashes cintilantes de raios gama, ou FGFs – e pondera a relação entre os flashes e outras formas de radiação gama das nuvens de trovoada.
“Os FGFs são normalmente muito mais fracos do que os conhecidos flashes de raios gama terrestres (TGF) observados do espaço desde os anos 90”, disse Martino Marisaldi, físico da Universidade de Bergen, na Noruega, e principal autor de um dos artigos (e coautor do outro), em um e-mail para o Gizmodo. “É por isso que você precisa chegar perto da nuvem de tempestade (possivelmente em cima dela, como fizemos) para detectá-los.”
A equipe usou um avião espião de propriedade da NASA para voar sobre tempestades tropicais e observar a radiação gama das tempestades. O avião—no ER-2uma versão modificada da aeronave U-2 da Lockheed Martin – detectou brilhos de raios gama que duraram horas e cobriram uma área de quase 3.500 milhas quadradas (9.065 quilômetros quadrados).
Anteriormente, sabia-se que os brilhos de raios gama e os flashes terrestres provinham de tempestades, mas os FGFs recentemente descritos são uma espécie de radiação Cachinhos Dourados, que duram mais do que as explosões terrestres, mas muito mais curtos do que os brilhos.
“Os FGFs são notavelmente diferentes dos TGFs e dos brilhos, mas apresentam algumas características de ambos”, disse Marisaldi. “É por isso que os consideramos o elo perdido entre os dois fenômenos. Os FGFs são silenciosos em termos de rádio, mas são frequentemente seguidos, em milissegundos, por pulsos de rádio chamados Eventos Bipolares Estreitos (NBE), que são frequentemente associados ao início de raios. Portanto, é intrigante levantar a hipótese de uma conexão causal entre os dois fenômenos.”
Pesquisas anteriores que coletaram dados de radiação gama de tempestades do espaço estabeleceram uma relação entre TGFs com base no número de vezes que esses flashes gama precederam os relâmpagos. Mas usando o avião espião, a equipe recente encontrou mais de 100 TGFs que eram fracos demais para serem detectados no solo.
“Isso significa que a proporção de relâmpagos TGF não é de 1 para 10.000, conforme estabelecido a partir de observações espaciais, mas de 1 para 100 ou até mais”, disse Nikolai Østgaard, também físico da Universidade de Bergen e autor principal de um dos artigos. (e coautor do outro), em email para o Gizmodo. “Todos os transientes (TGF: microssegundos, FGF e explosão de brilho: dezenas de milissegundos) foram seguidos por intensa atividade relâmpago e podem desempenhar um papel importante no início do raio.”
O relâmpago é uma faísca de eletricidade na atmosfera da Terra, que permanece lá em cima ou atinge o solo em brilhantes gavinhas de energia. Apesar de cerca de 40.000 trovoadas ocorrerem na Terra todos os dias, os relâmpagos – que muitas vezes são produzidos por trovoadas – continuam a ser uma quantidade desconhecida.
“Os brilhos, que normalmente duravam alguns segundos, eram altamente dinâmicos e borbulhavam como se a tempestade fosse um caldeirão fervente – contradizendo a visão de que os brilhos variam lentamente e são inexpressivos”, disse Joseph Dwyer, físico da Universidade de New Hampshire. em Durham, acompanhando Artigo de notícias e visualizações. “Brilhante [gamma-ray] os flashes se assemelham aos TGFs multipulsados que foram observados em satélites no espaço, sugerindo que existe um mecanismo subjacente para esta ampla gama de fenômenos energéticos.”
Dwyer acrescentou que a pesquisa da equipe “exclui efetivamente” outros mecanismos teorizados para a iniciação de raios, como raios cósmicos e líderes relâmpago. O feedback de pósitrons, acrescentou Dwyer, é “o último mecanismo existente”.
A nova pesquisa estabelece as bases para definir melhor a relação entre as explosões gama e as nuvens de trovoada, bem como os relâmpagos e suas fontes. Como muitos dos flashes gama observados recentemente ocorreram sem a presença de relâmpagos, parece que as próprias tempestades eletrificadas são capazes de gerar raios gama.
As descobertas da equipe não são totalmente chocantes – à parte os raios, diferentes tipos de radiação gama eram anteriormente conhecidos em tempestades tropicais. Mas a nova investigação preenche um retrato cada vez mais complexo das nuvens de trovoada, um dos fenómenos naturais mais impressionantes da Terra.