Fenômeno climático produz raios gama na atmosfera da Terra

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Cientistas estão examinando de perto um fenômeno climático ainda pouco estudado. Do alto de uma montanha na Armênia, eles estão analisando como os campos elétricos aceleram partículas, arremessando elétrons e forçando os átomos a brilharem com raios gama.

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Estudo pode ser fundamental para a compreensão do Universo

Os estudos sobre os Aprimoramentos do Solo de Tempestades (TGEs) estão sendo realizados na instalação de raios cósmicos do Laboratório Nacional de Ciências Alikhanyan, no Monte Aragats.
Segundo pesquisadores, este fenômeno foi negligenciado até hoje, mas pode ser uma peça do quebra-cabeça sobre a compreensão do Universo físico.
Em outras palavras, isso pode ajudar a entender melhor desde as tempestades aqui na Terra até os raios cósmicos que viajam grandes distâncias pelo espaço.
Os resultados foram descritos em estudo publicado na arXiv e ainda precisam passar por uma revisão de outros cientistas.

Pesquisadores estão estudando efeitos das tempestades (Imagem: Gerdzhikov/Shutterstock)

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O que é este fenômeno climático

Os TGEs são campos elétricos na atmosfera que são gerados por tempestades. Dentro desses campos, os elétrons são acelerados a altas velocidades. Isso é chamado de avalanche de elétrons descontrolados relativísticos, uma vez que eles são impulsionados tanto em direção ao solo quanto para cima na atmosfera.

São esses elétrons que produzem a radiação. Quando eles desaceleram repentinamente, desviados por uma colisão com um núcleo atômico na atmosfera, a perda de energia se manifesta como raios gama.

Usando uma rede de detectores, os pesquisadores coletaram dados sobre tempestades em toda a Europa em 2023, realizando medições detalhadas dos elétrons e da radiação gama que ocorreram durante os 56 TGEs intensos registrados no período.

Os eventos mais intensos ocorreram principalmente de maio a julho, e o mais poderoso aconteceu no Monte Lomnický štít, na Eslováquia. Para este evento, o fluxo de partículas foi 100 vezes o nível normal de bom tempo. No total, houve sete eventos que excederam o fluxo de bom tempo em mais de 75%.

Imagem de nuvens e raios durante tempestade a noite — Os TGEs são campos elétricos na atmosfera que são gerados por tempestades (Imagem: Triff/Shutterstock)

Surpreendentemente, os pesquisadores também descobriram que o campo elétrico está muito mais próximo do solo do que esperavam encontrar. Eles mediram uma forte intensidade de campo elétrico até 50 metros acima do solo.

A consistência da aceleração, capaz de manter o fluxo de partículas por até vários minutos, bem como a baixa altura do campo elétrico, revelam novos detalhes sobre a estrutura dos campos elétricos atmosféricos, e tempestades. Por exemplo, os TGEs podem fornecer um caminho pelo qual os raios podem atingir o solo.

O papel destes fenômenos na geofísica, no entanto, ainda precisa ser investigado. Os pesquisadores disponibilizaram um banco de dados TGE de acesso aberto para a comunidade científica explorar e analisar novos cenários.