Quando falamos de raios, a primeira coisa que vem à cabeça é a figura da descarga elétrica descendo das nuvens até o chão, mas esse não é o único tipo de raio — há os que viajam de nuvem para nuvem e os que sobem em direção ao céu, chamados cientificamente de descarga positiva solo-nuvem. Agora, pela primeira vez, cientistas mediram os raios-x emitidos por estes raios.
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O trabalho foi feito pela equipe do astrofísico Toma Oregel-Chaumont, do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça. Como as descargas solo-nuvem costumam ocorrer mais em altitudes elevadas, os cientistas realizaram o estudo na Torre Säntis, na Suíça, que é atingida por raios cerca de 100 vezes por ano — o que a deixa entre as estruturas mais atingidas do mundo.
Raios e raios-x
Descargas positivas solo-nuvem são um tipo de raio que começa com uma carga negativa em locais de altitude, subindo até uma nuvem carregada antes de transferir a carga positiva até o chão. Detectar radiação de raios-x nessas condições pode, de acordo com os pesquisadores, ajudar a mitigar os danos causados por raios, embora esse tipo de raio seja raro no nível do mar.
A ciência já sabe que raios-x são comuns aos raios, tendo os detectado tanto em descargas nuvem-solo quanto em raios gerados por foguetes, sempre na fase descendente da carga. Nos raios solo-nuvem, raios-x também aparecem na fase de subida da carga negativa. O problema é que o mecanismo de início e propagação dos raios, segundo os cientistas, ainda é um mistério.
Para saber mais, foram realizadas filmagens na Torre Säntis, originalmente construída para telecomunicações e como parte de uma estação de monitoramento meteorológico. Ela tem 124 metros de altura e fica no Monte Säntis, a 2.502 metros do nível do mar, nos Alpes de Appenzell, na Suíça.
A vista das montanhas ao redor é clara, então a oportunidade de observar os raios com precisão é ótima. Cargas positivas solo-nuvem foram gravadas com câmeras de precisão, chegando a 24.000 frames por segundo.
Com isso, pode-se notar a diferença entre os raios que emitem raios-x e os que não emitem. Essa emissão é muito rápida, desaparecendo durante os primeiros milissegundos da ascensão da carga. Segundo os cientistas, isso está correlacionado às mudanças rápidas do campo elétrico, além da taxa de mudança da corrente.
Isso influencia na destruição causada pelos raios nas estruturas humanas — nas descargas nuvem-solo, os danos são maiores, já que há um contato mais longo do raio com a superfície.
Além de entender melhor o fenômeno natural, os pesquisadores buscam uma perspectiva da engenharia sobre os raios. Usinas eólicas e aeronaves modernas são feitas de materiais compostos, menos condutivos do que o alumínio bruto, por exemplo, esquentando mais e ficando mais vulneráveis às descargas elétricas.
Saber mais sobre os raios poderá ajudar a construir estruturas mais resistentes e a evitar melhor a chegada e os danos de tais descargas.
Fonte: Scientific Reports, EPFL
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