Tempestade mais forte já registrada gerou 1,3 bilhão de volts

Redação do Site Inovação Tecnológica -  22/03/2019

O telescópio de múons G3MT é parte da colaboração GRAPES-3, que detecta raios cósmicos na Índia e no Japão.[Imagem: Wikipedia/CC BY-SA 3.0]

Recorde de tempestade

Uma equipe internacional de pesquisadores documentou uma tempestade produzindo um potencial elétrico de cerca de 1,3 bilhão de volts (GV), 10 vezes maior do que o maior valor medido anteriormente.

A nova medição indica que tempestades com vários bilhões de volts são possíveis, tensões altas o suficiente para explicar os misteriosos flashes de raios gama de alta energia às vezes observados durante tempestades e que até agora eram um enigma para a ciência.

Para isso, a equipe do Instituto Tata de Pesquisas Fundamentais, na Índia, usou um observatório que detecta múons, partículas subatômicas ultraenergéticas que chovem na Terra, produzidas conforme os raios cósmicos atingem a atmosfera e se chocam com os átomos do ar.

O potencial de uma nuvem de uma tempestade pode reduzir as energias das partículas carregadas e diminuir a probabilidade de serem detectadas sob a tempestade. Para contornar esse problema, a equipe criou um método quantitativo que permite correlacionar o fluxo de múons que chega de fato ao telescópio com a energia gerada na tempestade.

"Percebemos que o GRAPES-3 é uma ferramenta ideal para medir potenciais de tempestades, em particular para as maiores tempestades," disse o professor Sunil Gupta.

Em 2012, um telescópio flagrou uma tempestade ejetando antimatéria para o espaço. [Imagem: NASA]

Tempestade mais forte já medida

Os pesquisadores conseguiram coletar dados de 184 tempestades e selecionaram os sete maiores eventos. Seis deles, no entanto, tinham um perfil temporal complexo, o que dificultou o cálculo do potencial elétrico. Eles então se concentraram na sétima tempestade, que ocorreu em 1º de dezembro de 2014, e derivou um pico de potencial elétrico recordista de 1,3 GV.

Este resultado pode ajudar a resolver um quebra-cabeça atmosférico de longa data. Desde 1994, medições por satélite revelaram flashes de raios gama vindos de altitudes de dezenas de quilômetros. Os pesquisadores especularam que esses flashes poderiam ser produzidos por elétrons acelerados por tempestades, mas as medições anteriores não haviam encontrado tempestades com potenciais suficientemente grandes.

Já os potenciais recentemente observados, na faixa dos gigavolts, estão muito mais próximos dos valores requeridos para produzir os raios gama observados, assim como a produção de antimatéria pelos relâmpagos.

O modelo desenvolvido pela equipe considera a nuvem de tempestade como um gigantesco capacitor que tivesse dois quilômetros de distância entre suas placas. Agora eles pretendem soltar balões atmosféricos para mensurar as fronteiras inferior e superior da tempestade de modo a refinar seu modelo, confirmando se dois quilômetros é uma distância realística.

Bibliografia:

Measurement of the Electrical Properties of a Thundercloud Through Muon Imaging by the GRAPES-3 Experiment
B. Hariharan, A. Chandra, S. R. Dugad, S. K. Gupta, P. Jagadeesan, A. Jain, P. K. Mohanty, S. D. Morris, P. K. Nayak, P. S. Rakshe, K. Ramesh, B. S. Rao, L. V. Reddy, M. Zuberi, Y. Hayashi, S. Kawakami, S. Ahmad, H. Kojima, A. Oshima, S. Shibata, Y. Muraki, K. Tanaka
Physical Review Letters
Vol.: 122, 105101
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.105101