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Dois símbolos do Guerra friaexplosões nucleares e aviões espiões U2, combinam-se em novas pesquisas sobre tempestades que investigam a natureza radioativa dos relâmpagos.
Satélites da NASA que normalmente estão apontados para as estrelas detectaram algo totalmente inesperado vindo da Terra; explosões de radiação gama. Agora, os cientistas estão a chegar ao fundo do mistério de décadas dessas leituras da década de 1990.
A descoberta de que as trovoadas foram a causa das explosões não demorou muito, mas muitas questões permaneceram. A escala e a frequência das tempestades radioativas eram desconhecidas. Os satélites existentes foram projetados para procurar energia vinda do espaço, não da Terra. Além disso, seria apenas um acaso se eles estivessem no momento e no local certos para coletar todos os dados da tempestade que pudessem.
A partir daqui, os cientistas recorreram a plataformas de coleta aérea. Alguns encontraram outro fenômeno estranho relacionado: radiação gama de brilho fraco emanando das nuvens. Essas nuvens tinham energia radioativa suficiente para brilhar, mas por alguma razão desconhecida, não houve explosão, apenas fervura.
“Algumas campanhas aéreas tentaram descobrir se estes fenómenos eram comuns ou não, mas houve resultados mistos, e várias campanhas nos Estados Unidos não encontraram qualquer radiação gama”, disse. disse Steve Cummerda Duke University e coautor dos dois novos artigos de pesquisa. “Este projeto foi concebido para abordar essas questões de uma vez por todas.”
Um esforço renovado para compreender os raios radioativos
A aeronave científica aerotransportada de alta altitude ER-2 da NASA, um avião espião U2 equipado com instrumentação científica, forneceu a um grupo de cientistas ferramentas ideais que há muito faltavam. Voando duas vezes mais alto que um avião comercial, eles conseguiram encontrar pontos de observação bem acima de qualquer tempestade. Sua tremenda velocidade também ajudou em suas pesquisas, pois eles conseguiram alcançar qualquer tempestade que desejassem.
A descoberta deles: a radiação gama é muito mais comum em tempestades do que se acreditava anteriormente. Nove em cada dez voos ao largo da costa sul da Flórida encontraram radiação gama latente de baixo nível na tempestade que estavam observando. Eles se concentraram nas tempestades offshore por sua maior intensidade, um assunto que O interrogatório já cobriu. Além disso, apesar da aparência estável do brilho, os dados ilustraram uma onda inesperadamente dinâmica de radiação gama.
“Há muito mais coisas acontecendo nas tempestades do que jamais imaginamos”, explicou Cummer. “Acontece que essencialmente todas as grandes tempestades geram raios gama durante todo o dia em muitas formas diferentes.”
Criação Gama e Relâmpago
Como a iluminação pode gerar radiação não é um mistério. Pequenos elementos de água em gotículas ou gelo esfregam-se uns contra os outros no redemoinho de uma tempestade, gerando eletricidade. À medida que os íons positivos sobem na tempestade e os negativos caem, eles geram um enorme campo elétrico. Este campo, por sua vez, acelera quaisquer elétrons perdidos que entrem nele. A aceleração é tão grande que, quando esses elétrons colidem com as moléculas de ar, geram reações nucleares, dando origem a raios gama, antimatéria e muito mais.
A questão é: o que esse comportamento gama inesperado significa para a física estabelecida das tempestades? A equipe teoriza que a gama fervente pode ser semelhante ao vapor, liberando energia da tempestade para que não acumule muita. Para aumentar o mistério nuclear, dois tipos de explosões gama foram registrados pela primeira vez. Apelidado de “flash gama cintilante”, um durou apenas um milésimo de segundo, com o outro operando em uma sequência de dez rajadas ao longo de um décimo de segundo. Apesar da natureza rápida dessas explosões gama, os cientistas dizem que elas não são perigosas para os humanos. Os muitos perigos conhecidos de voar através de uma nuvem de tempestade devido à turbulência e ao vento eclipsam a minúscula quantidade de radiação gama.
O papel “Flashes cintilantes de raios gama, o elo perdido entre brilhos gama e TGFs” foi publicado na Nature em 2 de outubro de 2024.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.org e segui-lo no Twitter @mdntwvlf.
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