As tempestades são certamente poderosas, mas quantificar seu potencial elétrico é um desafio. Um novo estudo, no entanto, foi capaz de olhar profundamente dentro de uma tempestade gigante usando um telescópio projetado para estudar os raios cósmicos, descobrindo que continha 1, 3 bilhão de volts, de acordo com um novo estudo publicado na revista Physical Review Letters .
Matteo Rini, da Physics, relata que, no passado, pesquisadores voavam em aviões ou lançavam balões em nuvens de tempestade para tentar medir seu potencial elétrico. A maior leitura feita com esses métodos foi de 130 milhões de volts durante uma tempestade sobre o Novo México nos anos 90.
Mas pesquisadores do Instituto Tata de Pesquisa Fundamental, em Mumbai, na Índia, decidiram investigar nuvens com trovoadas usando algo mais sofisticado que um balão: detectores de múons. Muons são partículas carregadas produzidas na atmosfera superior da Terra quando os raios cósmicos que constantemente bombardeiam nosso planeta interagem com várias partículas. Isso significa que há uma chuva constante desses múons energéticos constantemente caindo sobre a terra. Quando algo entra em seu caminho, no entanto, múons perdem energia, e a perda de energia pode ser detectada usando um equipamento especial.
O telescópio GRAPES-3 do Instituto Tata rastreia múons, detectando mais de um milhão de múons por minuto. Mas George Dvorsky, do Gizmodo, relata que a equipe adicionou monitores de campo elétrico ao detector e começou a observar as tempestades passando por cima. Observando a redução na energia dos múons passando pela nuvem, a equipe pode calcular a quantidade de potencial elétrico dentro da tempestade.
Entre 2011 e 2014, a equipe capturou dados sobre 184 tempestades. Eles estreitaram essa lista para as sete maiores tempestades. Seis deles, no entanto, eram tempestades complexas e o cálculo de seu potencial elétrico tinha vários problemas. Uma grande tempestade em 1 de dezembro de 2014, no entanto, teve o perfil certo para um cálculo.
A tempestade seguia a 40 milhas por hora a uma altitude de sete milhas acima da superfície da Terra e cobria cerca de 146 quilômetros quadrados. Cálculos baseados no número de múons que a tempestade repeliu mostram que ela tinha um potencial de 1, 3 bilhão de volts, 10 vezes mais do que a leitura anterior mais alta para uma tempestade.
"Os cientistas estimaram que as nuvens de trovoada poderiam ter potencial gigavolta nos anos 1920", disse Sunil Gupta, da Tata Ghose, à LiveScience . "Mas isso nunca foi provado - até agora. A quantidade de energia armazenada aqui é suficiente para fornecer toda a energia." necessidades de uma cidade como Nova York por 26 minutos. Se você pudesse aproveitá-la.
Gupta diz que as chances de encontrar uma maneira de usar todo esse potencial elétrico são improváveis - a energia é tão intensa que derreteria qualquer coisa que usávamos.
Michael Cherry, um pesquisador cósmico e de raios gama da Universidade Estadual da Louisiana em Baton Rouge, diz a Rini na Physics que a técnica de detecção de múons é um bom começo, mas que se baseia em alguns modelos simplificados de tempestades para obter seus cálculos. No futuro, ele diz, enviar drones ou balões para tempestades em combinação com o detector de múons poderia ajudar a refinar as leituras.
O fato de as tempestades poderem subir à faixa de gigavolt ajuda a resolver um mistério. Desde os anos 90, os satélites registraram flashes de raios gama provenientes dos pontos mais altos da atmosfera, conhecidos como Flash de Raios Gama Terrestre. Se as tempestades têm potencial elétrico na faixa de gigavolts, isso significa que elas são poderosas o suficiente para acelerar os elétrons a velocidades que podem esmagar certos átomos em pedaços, produzindo os flashes.
