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Estação Espacial revela mistério nas nuvens de tempestade

Matéria publicada em 9 de janeiro de 2020, 09:00 horas

 


Relâmpagos produzem descargas de raios gama que escapam para o espaço; radiação produz outro fenômeno misterioso que os cientistas chamam de ‘elfos’

Verão é a época dos temporais. Quase toda tarde é possível ver no céu aquelas nuvens cumulus nimbus, que parecem uma couve-flor e têm mais de dez quilômetros de altura. Elas são a origem de ventanias e aguaceiros violentos. Os aviões evitam essas nuvens devido a turbulência que elas provocam e as tempestades de granizo que ocorrem dentro delas. As cumulus nimbus também são carregadas de eletricidade e provocam raios e outros fenômenos estranhos.
Na década passada, instrumentos colocados em satélites e na Estação Espacial Internacional, descobriram que as nuvens de tempestade também emitem descargas de raios gama. A descoberta aconteceu por acaso. Os cientistas queriam estudar os raios gama emitidos por buracos negros e estrelas em colapso, nas profundezas da nossa galáxia. E, por acaso, encontraram uma fonte de raios gama vindos aqui da Terra. Produzidos pelas energéticas cumulus nimbus.
Para compreender melhor o fenômeno a Agência Espacial Europeia, ESA, instalou um detector chamado ASIM na Estação Espacial Internacional. O nome é formado pelas iniciais em inglês de Monitor para Interações Atmosfera Espaço, e foi projetado especialmente para estudar os chamados TGFs, ou Descargas Terrestres de Raios Gama. Os resultados do estudo foram publicados recentemente na famosa revista Science.
O ASIM detectou todo o processo de produção dos raios gama, que começa quando a nuvem acumula eletricidade suficiente para produzir um raio. Primeiro surge uma luminosidade dentro da nuvem, que corresponde ao nascimento de um relâmpago. Durante esse processo a nuvem cria um campo elétrico e uma guia. A guia é uma faixa de ar ionizado por onde o relâmpago vai passar. A ionização é um processo no qual os átomos perdem alguns elétrons e ficam eletricamente carregados. É assim que o ar se torna condutor de eletricidade e permite a passagem do relâmpago.
É aí que as coisas começam a ficar interessantes. Em apenas dois milissegundos a nuvem emite uma descarga de raios X e gama e então uma grande descarga luminosa. Ela é tão poderosa que viaja do topo da nuvem até a ionosfera, uma camada de ar rarefeito que fica entre os 80 e os mil quilômetros de altura. A descarga deixa os elétrons da ionosfera em um estado de excitação ao longo de uma área de até 100 quilômetros. Os elétrons agitados colidem com os átomos de hidrogênio soltos na ionosfera produzindo radiação.
Essa radiação produz outro fenômeno misterioso que os cientistas chamam de “elfos”. Os elfos são anéis de luz visível e ultravioleta que se expandem em torno do relâmpago como aquelas ondas circulares que uma pedra produz ao cair em um lago. Esses elfos só se tornam visíveis através de instrumentos muito sensíveis. E por muito tempo se acreditou que eles não tinham relação com as descargas de raios gama. Agora se sabe que é tudo parte de um mesmo fenômeno.
Nas histórias em quadrinhos os raios gama fazem o doutor Bruce Banner se transformar no Hulk. Mas, Stan Lee e outros criadores do gigante verde nunca imaginaram que uma nuvem de temporal poderia iniciar a transformação do herói. Mesmo para nós, pessoas comuns, que não dispõem de instrumentos sofisticados, uma nuvem de tempestade é um fenômeno lindo. Principalmente quando está perto do horizonte, no cair da noite e aquela imensa massa de vapor se ilumina toda com o brilho dos raios.

Jorge Luiz Calife


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