Um novo estudo conduzido por cientistas da Penn State University esclareceu o que acontece nos instantes que antecedem a formação de um raio — fenômeno atmosférico que, segundo os pesquisadores, pode aquecer o ar a temperaturas até cinco vezes superiores à da superfície solar. A descoberta lança luz sobre uma das maiores incógnitas da meteorologia e da física atmosférica.
Durante séculos, os mecanismos exatos por trás da formação dos relâmpagos permaneceram em grande parte desconhecidos, apesar de observações históricas como as de Benjamin Franklin, que em 1752 demonstrou a ligação entre eletricidade e tempestades. Agora, graças a simulações matemáticas avançadas, pesquisadores conseguiram mapear com precisão os processos físicos que desencadeiam a faísca elétrica entre nuvens e o solo.
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Segundo Victor Pasko, professor da Escola de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação da Penn State, o fenômeno é impulsionado por um verdadeiro “efeito dominó” de partículas subatômicas. No interior das nuvens de tempestade, campos elétricos intensos aceleram elétrons, que colidem com moléculas de ar, como nitrogênio e oxigênio. Esse movimento gera uma avalanche de partículas altamente energéticas, incluindo fótons de raio-X, que alimentam o processo até o disparo do relâmpago.
Esse efeito, conhecido como avalanche relativística de elétrons, explica também a formação dos chamados “relâmpagos escuros” — flashes invisíveis de radiação gama que não emitem luz visível ou som, mas são detectáveis por equipamentos especializados. Esses eventos podem ocorrer em regiões aparentemente silenciosas das nuvens, e até então intrigavam meteorologistas e físicos.
A equipe de pesquisa também explicou como essa cadeia de interações é iniciada: por meio do efeito fotoelétrico, que gera elétrons semente capazes de amplificar rapidamente a reação em cadeia. O resultado é uma liberação violenta de energia que aquece o ar ao redor a temperaturas extremas, desencadeando o clarão e o estrondo característicos do raio.
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A investigação envolveu a comparação de dados com registros anteriores, análises de sinais de rádio atmosféricos e o estudo de descargas elétricas localizadas entre nuvens — conhecidas como “descargas compactas”.
Essas descobertas não apenas aprofundam o conhecimento sobre a física dos relâmpagos, como também podem contribuir para o aprimoramento de sistemas de alerta contra tempestades severas e a melhor compreensão das interações elétricas na atmosfera terrestre.
