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Pesquisadores desvendam um dos grandes mistérios sobre os raios

Publicado em 10 dezembro 2020

Por Elton Alisson | Agência FAPESP

Pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) desvendaram um dos grandes mistérios sobre os raios: o porquê de eles se ramificarem e emitirem uma luz forte.

Eles captaram imagens de mais de 200 raios ascendentes em super slow motion, por meio de câmeras digitais de vídeo de alta velocidade. Os registros foram feitos durante tempestades de verão em São Paulo e em Dakota do Sul, nos EUA, entre 2008 e 2019.

O estudo foi feito em parceria com colegas dos Estados Unidos, Inglaterra e da África do Sul e apoiado pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo). Os resultados foram publicados na revista Scientific Reports.

“Conseguimos fazer a primeira observação óptica desses fenômenos e com isso encontrar uma possível explicação sobre por que os raios se bifurcam e piscam”, afirmou Marcelo Magalhães Fares Saba, pesquisador do Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat) do Inpe e coordenador do projeto.

Inpe, em São José dos Campos (SP), um dos responsáveis pela pesquisa. Foto: Inpe/Divulgação

Captura de raios ascendentes

Os raios ascendentes foram disparados por outras descargas elétricas, seguindo o padrão de formação desse tipo de raio menos comum que os descendentes – que descem das nuvens e tocam o solo.

“Os raios ascendentes são iniciados a partir da ponta de uma torre ou para-raios de um edifício alto, por exemplo, em consequência da perturbação do campo elétrico da tempestade causada por um raio descendente que ocorra a uma distância de até 60 quilômetros”, explicou Saba.

Embora as condições de observação tenham sido muito semelhantes, foram vistas formações de estruturas luminosas em apenas três raios ascendentes, registrados nos Estados Unidos . Os mesmos eram formados por uma descarga líder positiva, que se propaga em direção à base da nuvem.

Piscadas dos raios são repetidas tentativas de inicialização de uma ramificação que falhou. Foto: Dan Martin Maghiar/Shutterstock

“Pincel corona”

Os pesquisadores constataram que na extremidade da descarga líder positiva existia outra descarga, denominada “pincel corona”. Mais tênue, ela possui uma estrutura parecida com a de um pincel.

Quando a ramificação é bem-sucedida, o raio pode seguir à direita ou à esquerda. Quando não é, a descarga pode dar origem a segmentos de comprimento muito curto e tão brilhantes quanto o raio.

As imagens revelaram que esses segmentos aparecem pela primeira vez alguns milissegundos após a divisão do pincel corona e pulsam conforme o raio se propaga em direção às nuvens.

“As piscadas são repetidas tentativas de inicialização de uma ramificação que falhou”, acrescentou Saba. Segundo ele, essas “piscadas” podem explicar por que os raios costumam apresentar várias descargas. No entanto, essa teoria ainda precisa ser comprovada.