Trovoadas escuras e fofas não apenas alimentam tempestades dramáticas, mas também produzem alguns dos flashes de luz mais energéticos do planeta - e exibições brilhantes do céu conhecidas como "elfos" ultrassônicos. Agora, novas descobertas mostram uma imagem mais clara do que está acontecendo nos silenciosos interlúdios de um céu tempestuoso.
Por um longo tempo, os cientistas têm procurado flashes de raios gama nas dobras profundas do universo. Em 1994, enquanto olhava para o espaço em busca desses sinais, um instrumento da NASA captou flashes de raios gama emitidos de algum lugar mais perto de casa - nuvens de trovoada terrestres.
Esses flashes, os fenômenos naturais mais energéticos do nosso planeta, ficaram conhecidos como flashes de raios gama terrestres (TGFs). Eles são criados quando o forte campo elétrico de uma tempestade excita as partículas atmosféricas, que depois emitem radiação. Mas não se sabia muito sobre o que causa esse fenômeno de alta energia.
Para entender isso, um grupo de pesquisadores analisou dados de um instrumento da Agência Espacial Europeia chamado Monitor de Interações Espaço-Atmosfera (ASIM) a bordo da Estação Espacial Internacional. O ASIM é o primeiro instrumento a ser usado com o objetivo de detectar TGFs, em vez de seus doppelgängers ainda mais brilhantes no espaço profundo, disse Torsten Neubert, cientista chefe do ASIM e principal autor de um estudo publicado em 10 de dezembro na revista. Ciência.
Suas medições mostraram uma sequência muito específica de eventos, durando apenas alguns milissegundos, durante um relâmpago. Primeiro, eles detectaram um aumento na luz, que corresponde ao nascimento de um raio. Durante esse processo, uma nuvem cria um campo elétrico e um líder - um caminho de ar ionizado. Eles então detectaram um grande pico nos raios X e raios gama, que correspondem ao TGF, e depois um enorme pulso óptico, disse Neubert à Live Science.
Esse pulso óptico viajou da nuvem de trovoada para a ionosfera, uma região da atmosfera a 80 a 1.000 quilômetros acima da superfície da Terra. O pulso era "tão poderoso que excitou a região inferior da ionosfera", que fica a aproximadamente 100 quilômetros de distância e largura, disse Neubert. Em outras palavras, estimulou elétrons livres na ionosfera, que começaram a colidir com nitrogênio neutro e emitiram radiação.
Essa radiação é definida por outro fenômeno climático, semelhante ao das auroras, chamado "elfos", no qual rajadas de milissegundos de luz visível e radiação ultravioleta brilham em um anel em expansão ao redor de um raio. Esses seres celestes luminosos, no entanto, são visíveis apenas com o equipamento mais sensível.
Antes deste estudo, pensava-se que os duendes não estavam relacionados a tempestades. Suas descobertas sugerem que o mesmo raio desencadeia TGFs e elfos, embora não esteja claro se os TGFs têm algum papel na produção dos elfos, disse Neubert. Também não está claro se os TGFs e os elfos acontecem toda vez que um raio cai, mas provavelmente acontece com muito mais frequência do que podemos detectar, acrescentou.
Outra descoberta recente, publicada em 10 de dezembro no Journal of Geophysical Research Atmospheres, sugere que os TGFs acontecem logo antes dos raios visíveis. Esses flashes brilhantes ocorrem logo antes de um pulso de eletricidade disparar através da nuvem carregada, tornando-se um raio, de acordo com um comunicado. Ambos os estudos foram apresentados nesta semana na reunião anual da American Geophysical Union em San Francisco.
"Muitas coisas estão acontecendo nas observações espaciais para raios", algumas para monitorar o tempo e outras para entender o fenômeno, disse Neubert. "Juntos, dois anos verdadeiramente magníficos estão chegando."
