Os raios são, sem dúvida, um dos fenómenos naturais mais impressionantes para a humanidade, pois representam tanto o poder quanto a imprevisibilidade da natureza. Embora historicamente tenham sido difíceis de estudar, os cientistas conseguiram analisá-los mais profundamente e até encontrar semelhanças com eventos que ocorrem no espaço exterior.
De acordo com uma investigação realizada por cientistas da Universidade de Osaka, publicada na revista Science Advances, conseguiu-se fazer a primeira observação mundial de uma intensa explosão de radiação, conhecida como «destello de raios gama terrestres» (TGF, na sigla em inglês), sincronizada com uma descarga de raios.
A capacidade de estudar este fenómeno, diz Yuuki Wada, autor principal do estudo, permite compreender melhor como ocorrem os eventos de alta energia na atmosfera terrestre.
Como se produzem os TGF
A hipótese de que os TGFs surgem de descargas de raios, como resultado da aceleração de elétrons a velocidades muito altas, não é nova, embora, devido à sua natureza transitória — de apenas algumas dezenas de microssegundos —, tivesse sido difícil de confirmar.
Para esta investigação, foi utilizada uma «configuração multissensor de última geração», que permitiu observar TGF emergentes de tempestades elétricas na cidade de Kanazawa, na prefeitura de Ishikawa. As observações incluíram radiação óptica, de radiofrequência e de alta energia.
Foram documentadas duas trajetórias de descarga: uma descendente da nuvem até uma torre de transmissão terrestre e outra ascendente na direção oposta. Os investigadores descobriram que um TGF ocorreu pouco antes de ambas as trajetórias se encontrarem, o que criou um campo elétrico «altamente concentrado» que acelerou os elétrons no ar a velocidades próximas à da luz.
O primeiro fóton do TGF foi detectado 31 microssegundos antes da colisão entre as duas trajetórias. A rajada completa durou 20 microssegundos após o encontro, culminando em uma descarga de -56 kA como resultado da colisão.
Implicações de um “mistério antigo”
Graças a esta observação, foram obtidos dados importantes sobre o que a investigação descreve como o «antigo mistério» de como os raios adquirem energia suficiente para gerar raios gama, um fenómeno que é frequentemente associado a eventos espaciais extremos, como jatos de buracos negros ou supernovas.
Essa evidência apoia teorias anteriores sobre a dinâmica dos condutores de raios, bem como o possível papel da fuga térmica e da retroalimentação relativista nesse tipo de explosão de alta energia.
Por enquanto, os investigadores planeiam continuar a estudar aspectos ainda desconhecidos, como o funcionamento interno dos raios, e explorar formas de melhorar a segurança e a resistência das estruturas vulneráveis a esses fenómenos.
