Cientistas decifram o mistério da formação de raios a partir de nuvens.

Mais de 270 anos depois de Benjamin Franklin ter descoberto a ligação entre raios e eletricidade, o maior mistério de como os raios se formam a partir de nuvens de tempestade foi finalmente resolvido.

Os raios podem não ter a origem que pensávamos antes - Foto: IA

Uma descoberta inovadora na física atmosférica sugere que os raios não são simplesmente o resultado de tempestades comuns. Em vez disso, uma poderosa reação em cadeia, semelhante ao efeito de uma "máquina de pinball", pode estar em ação na atmosfera, o que poderia ser a chave para desencadear os raios.

Embora os raios sejam um fenômeno familiar, capaz de aquecer o ar a até 27.000 graus Celsius, cinco vezes a temperatura da superfície do Sol, os cientistas ainda não compreenderam completamente o processo de sua iniciação no interior das nuvens.

Em uma nova publicação na União Geofísica Americana , uma equipe internacional de pesquisa liderada pelo professor Victor Pasko e pelo estudante de doutorado Zaid Pervez (Universidade Estadual da Pensilvânia, EUA) forneceu, pela primeira vez, uma explicação precisa e quantitativa para esse fenômeno.

"Nossa descoberta fornece a primeira explicação clara e mensurável de como os raios começam na natureza", disse Pasko. "Ela conecta elementos de raios X e campos elétricos à física das 'avalanches de elétrons'."

Segundo a equipe de pesquisa, o processo de iniciação de um raio é semelhante a uma máquina de pinball invisível dentro de uma nuvem de tempestade. Especificamente, os campos elétricos extremamente fortes na nuvem de tempestade aceleram elétrons livres, fazendo com que colidam violentamente com moléculas de gás como nitrogênio e oxigênio.

Essas colisões produzem raios X e fótons de alta energia, que são os componentes básicos da luz. Esses fótons, por sua vez, liberam novos elétrons através do efeito fotoelétrico, criando uma reação em cadeia conhecida como "avalanche de elétrons relativísticos".

Quando esse processo atinge um certo nível, forma-se um relâmpago.

Sem se limitar a explicar os raios comuns, a equipe de pesquisa também ampliou a compreensão de um fenômeno mais elusivo: o "raio negro" ou flash de raios gama terrestre.

São explosões de raios X de alta energia, mas não são acompanhadas por luz ou ondas de rádio, o que as torna quase "invisíveis" a olho nu e para radares meteorológicos.

Com base em simulações físicas detalhadas, a equipe sugere que, sob as condições adequadas, os raios X de alta energia produzidos por avalanches de elétrons podem continuar a criar novos elétrons por meio do efeito fotoelétrico no ar. Esse processo ocorre muito rapidamente, formando uma poderosa reação em cadeia autoamplificadora, mas não emite luz visível nem um sinal de rádio distinto.

Isso explica um fenômeno que intriga os cientistas há anos: por que algumas regiões de nuvens, mesmo parecendo muito escuras e calmas, podem produzir raios gama de alta energia.

A descoberta não só resolve um dos mistérios mais antigos da meteorologia, como também abre caminho para aplicações importantes: alertas de raios mais precisos no futuro, uma melhor compreensão do impacto dos raios em aeronaves e satélites e melhorias adicionais nos modelos de previsão de eventos climáticos extremos em resposta às mudanças climáticas.

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MINH HAI

Fonte: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-giai-ma-bi-an-set-hinh-thanh-tu-may-20250730165942529.htm