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Cientistas da Universidade do Colorado em Boulder determinaram que os relâmpagos na atmosfera da Terra podem liberar “elétrons assassinos” de alta energia que são potencialmente mortais para os humanos. Às vezes chamadas de “elétrons quentes”, essas partículas potentes não apenas representam um perigo para os astronautas, mas também podem passar através do metal e danificar componentes eletrônicos nas profundezas dos satélites em órbita.
O interrogatório relatou recentemente sobre uma equipe de cientistas que determinou que as tempestades geram regularmente raios gama e até um pouco de antimatéria. No entanto, esses mesmos cientistas disseram que, ao contrário destes electrões assassinos potencialmente mortais, a quantidade de exposição à radiação de raios gama para alguém que voa através de uma tempestade é mínima e representa um risco significativamente menor do que a turbulência ou o vento.
“Essas partículas são as assustadoras ou o que algumas pessoas chamam de ‘elétrons assassinos’” explicado o principal autor do estudo, Max Feinland, que recebeu seu diploma de bacharel em ciências de engenharia aeroespacial na CU Boulder na primavera de 2024. “Eles podem penetrar metal em satélites, atingir placas de circuito e podem ser cancerígenos se atingirem uma pessoa no espaço”.
Elétrons assassinos podem se originar dos cinturões de radiação da Terra
Em sua pesquisa publicada, os cientistas da CU Boulder observam que a origem dos elétrons assassinos liberados pelos relâmpagos é desconhecida. Ainda assim, eles acreditam que os culpados mais prováveis são os dois cinturões de radiação que circundam a Terra “como um tubo interno”.
Embora as duas cinturas, que consistem em várias partículas de alta energia, se movam ao longo do tempo, a equipa afirma que a “cintura interior”, que está mais próxima da Terra, pode descer até seiscentos quilómetros acima da superfície do planeta. O segundo, “cinturão externo”, reside aproximadamente 12.000 acima da Terra. Juntos, estes cinturões de radiação servem como uma barreira protetora entre as formas de vida da Terra e o ambiente hostil e radioativo do espaço, absorvendo a maioria das partículas de alta energia ejetadas pelo Sol.
De acordo com Lauren Blum, coautora do artigo e professora assistente do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial (LASP) da CU Boulder, os cientistas já sabiam que partículas de alta energia como esses elétrons assassinos poderiam às vezes vazar do distante cinturão externo. e seguir em direção à Terra. No entanto, eles não sabiam se ou como essas partículas idênticas poderiam ser liberadas do cinturão interno para causar estragos na eletrônica em órbita ou nos viajantes espaciais humanos.
“Normalmente, o cinturão interno é considerado meio chato”, disse Blum. “Está estável. Está sempre lá.”
Satélite da NASA revela provável papel da iluminação na chuva de partículas de alta energia
Talvez surpreendentemente, Blum diz que a descoberta da equipe sobre o papel que a iluminação pode desempenhar na liberação desses elétrons assassinos aconteceu “quase” por acidente, quando Feinland estava revisando dados coletados pelo satélite Solar, Anomalous, and Magnetospheric Particle Explorer (SAMPEX). Misturados aos dados coletados pelo SAMPEX, uma propriedade da NASA que já foi desativada, estavam o que Feinland descreveu como “aglomerados” desses elétrons de alta energia passando pelo cinturão de radiação interno.
“Mostrei a Lauren alguns dos meus eventos e ela disse: ‘Não é onde deveriam estar’”, lembrou Feinland. “Alguma literatura sugere que não há elétrons de alta energia no cinturão interno.”
Depois de retornar aos dados brutos, Feinland e a equipe identificaram 45 surtos distintos de elétrons assassinos de alta energia capturados pelo SAMPEX entre 1996 e 2006. Quando esses eventos foram comparados com relâmpagos registrados na América do Norte, alguns deles pareciam ocorrer menos. de um segundo após um raio registrado.
Pesquisadores suspeitam que relâmpagos desencadeiam ‘Pinball’ de elétrons no espaço
Na conclusão do estudo, a equipe postula que os relâmpagos no solo podem estar dando início a um jogo de “pinball” de elétrons nos cinturões de radiação.
Por exemplo, ondas de rádio são emitidas da Terra para o cinturão de radiação interno após a queda de um raio. Isso faz com que alguns elétrons quentes presos no cinturão interno girem como uma bola de metal em uma máquina de pinball. Estas partículas movem-se tão rapidamente que transitam entre os hemisférios norte e sul do planeta em cerca de 0,2 segundos.
“Você tem uma grande bolha de elétrons que salta e depois retorna e salta novamente”, disse Blum. “Você verá este sinal inicial e ele desaparecerá.”
A equipe acredita que a decadência representa os elétrons assassinos que chovem na atmosfera da Terra. Se estiverem corretos, isso significa que esta interação à velocidade da luz entre ondas de rádio e partículas de alta energia está causando a detecção de elétrons assassinos de alta energia nos dados do SAMPEX.
Blum diz que serão necessárias mais pesquisas para determinar por que isso acontece depois de alguns relâmpagos, mas não de outros. No entanto, ela suspeita que pode haver uma correlação entre períodos de elevada actividade solar que efectivamente “estocam” as apostas de radiação com um excedente de electrões assassinos e os raios que os libertam na atmosfera da Terra.
Em teoria, a capacidade de prever estes tipos de eventos poderia oferecer uma camada adicional de protecção aos astronautas contra electrões assassinos e aos operadores de satélite que procuram proteger os seus activos espaciais. Mas seja qual for a causa, os investigadores dizem que o seu estudo mostra que há quase certamente uma ligação entre o clima na Terra e no espaço que precisa de ser tida em conta em futuras missões tripuladas ou não.
“O clima espacial é realmente impulsionado tanto de cima quanto de baixo”, disse Blum.
O estudo, “Precipitação relativística de elétrons induzida por raios do cinturão de radiação interno” foi publicado em Comunicações da Natureza.
Christopher Plain é romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciências do The Debrief. Siga e conecte-se com ele no X, conheça seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em christopher@thedebrief.org.
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