Pesquisadores encontraram uma correlação positiva entre a frequência em que ocorrem os raios e a intensidade do vento solar. Crédito: Dorset Media Service; Alamy

O poder destrutivo dos raios atiça a curiosidade humana há muito tempo, mas a causa desses fenômenos ainda não é plenamente compreendida pela ciência. Agora, estudiosos especulam que um grupo de partículas emitidas pelo Sol possa adentrar a atmosfera terrestre e carregar eletricamente o ar — ionizá-lo —, provocando fluxos de elétrons e descargas elétricas.

Por meio de artigo publicado no periódico Environmental Research Letters, pesquisadores da Universidade de Reading, no Reino Unido, defendem que o vento solar pode promover a quebra da rigidez dielétrica do meio gasoso, o que resulta na liberação de elétrons e sua consequente atração por cargas opostas nas nuvens ou no solo.

As observações da equipe da universidade britânica se alinham parcialmente à uma teoria formulada há mais de 20 anos pelo físico Alexander Gurevich, segundo a qual as descargas elétricas atmosféricas são alimentadas por raios cósmicos, partículas altamente energéticas vindas de fora do Sistema Solar.

Caminho dos lampejos

Colisões entre cristais de gelo presentes nas nuvens provocam a perda de elétrons entre as moléculas, transformando tais cristais em íons; assim, as nuvens adquirem um caráter polarizado, ou seja, ficam eletricamente carregadas. A polarização das nuvens gera um campo elétrico que contrasta com as moléculas do ar — normalmente isolantes que impedem que os elétrons fluam novamente, o que levaria as nuvens de volta ao equilíbrio eletrostático.

Em um determinado momento, no entanto, a rigidez dielétrica do ar é quebrada: o campo elétrico consegue remover elétrons das moléculas do ar, deixando-os livres e formando um caminho de moléculas ionizadas que age como condutor de eletricidade entre partes diferentes da nuvem, ou entre esta e o solo, originando aquilo que conhecemos como raio.

Os pesquisadores ainda não têm certeza de qual processo ativa a formação desse caminho ionizado. Supõe-se que, na presença de um campo elétrico muito forte, o isolante pode perder elétrons e se tornar um condutor, entretanto, os especialistas não acreditam que a atmosfera seja capaz de gerar um campo elétrico de voltagem suficiente para produzir um raio. Aí entraria o vento solar.

Partículas de alta energia emitidas pela atmosfera do Sol (o vento solar) podem ocasionar um fortalecimento localizado do campo magnético da Terra, o que, por sua vez, acelera ainda mais algumas das partículas. As partículas energéticas solares (PESs) aceleradas possuem velocidade suficiente para penetrar o campo magnético e atingir altitudes atmosféricas nas quais as nuvens se formam. Então, essas partículas colidem com átomos do ar, dando origem a um novo fluxo de partículas de alta energia — a “fúria de Zeus” necessária para que ocorra um raio.

Correlação

A ideia sugerida pelo cientista espacial Christopher Scott vai de encontro à hipótese de Gurevich, com o diferencial de que esta se baseou na possível interferência dos raios cósmicos sobre a atmosfera. Essa sorte de partícula têm origem externa ao Sistema Solar e pode ser muito mais energética do que as PESs.

Scott e seus colaboradores analisaram os registros de raios ocorridos em um raio de 500 quilômetros a partir do centro da Inglaterra e os compararam às informações do Advanced Composition Explorer, satélite da NASA dedicado a estudar a matéria advinda do vento solar. Verificou-se que ocorriam, em média, 422 raios por dia nos 40 dias após a chegada de uma torrente de partículas solares de alta energia. Por outro lado, nos 40 dias anteriores à chegada do fluxo de partículas, foram observados, em média, 321 raios diários.

Se comprovada, a teoria desenvolvida pela equipe de Scott pode solucionar o mistério em que os raios, relâmpagos e trovões estão envoltos. Porém, o autor reconhece que são necessários experimentos com balões (particularmente os providos de detectores de partículas) para que o modelo se confirme, de modo a testar se o número de partículas de alta energia que viaja pela atmosfera é efetivamente mais elevado durante períodos de intensa atividade solar, por exemplo.