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Você sabe por que os raios fazem zigue-zague no céu?

Um mistério que intrigou cientistas ao longo dos últimos 50 anos pode finalmente ter sido revelado: o porquê de raios fazerem zigue-zague ao caírem. A descoberta foi feita por um cientista da Universidade do Sul da Austrália e foi publicada em um artigo que também revela como o fenômeno viaja por quilômetros.

A resposta, dada pelo físico John Lowke, está em uma diferente molécula de oxigênio formada durante as tempestades: o oxigênio delta-singlete. Esta variação do elemento utilizado na nossa respiração possui uma diferente configuração nos seus elétrons que permite com que a eletricidade seja conduzida através do ar.

Os zigue-zagues dos raios intrigaram os físicos por mais de 50 anos (Imagem: Andre Furtado/pexels)
Os zigue-zagues dos raios intrigaram os físicos por mais de 50 anos (Imagem: Andre Furtado/pexels)

A formação de um raio ocorre graças à diferença de potencial elétrico entre uma nuvem e o solo. No processo, elétrons em movimento se chocam com moléculas de oxigênio formando os delta-singletes.

Os zigue-zagues formados pelos raios, também chamados de degraus, são resultado do acúmulo destas moléculas e de elétrons. Um curto degrau, extremamente condutor, é formado no processo e a luz que vemos é liberada.

Como um raio de forma?

Quando um raio se inicia, um punhado de “líderes” sai da nuvem e se propaga pelo ar até que um deles encontre algum objeto na superfície, gerando uma descarga elétrica que viaja a mais de 320.000 km/h. Os líderes que ficaram para trás são extintos, uma vez que a carga elétrica flui pelo caminho formado pelo líder que atingiu o solo primeiro.

O líder avança pelos degraus, que ficam brilhantes por cerca de um milionésimo de segundo. Então, o brilho some por cerca de 50 milionésimos de segundo até que um novo degrau se forme no final do anterior. É nesse período que ocorre o acúmulo de oxigênio delta-singlete.

Esse estado do oxigênio não é completamente estável, mas ele dura o suficiente para permitir a condução de eletricidade durante uma tempestade de raios. O processo progride até chegar ao chão, quando a descarga é liberada.

As moléculas agitadas criadas nos degraus anteriores formam uma coluna até a nuvem. Toda a coluna é então condutora de eletricidade, sem necessidade de campo elétrico e com pouca emissão de luz.

Por que isso importa?

Imagem: Tsvetoslav Hristov/Pexels
Entender a formação dos raios pode nos ajudar a evitar os danos causados por eles (Imagem: Tsvetoslav Hristov/Pexels)

Para Lowke, entender o funcionamento dos raios é importante para proteger pessoas e bens de seus efeitos, especialmente com o aumento da incidência de fortes tempestades graças às mudanças climáticas.

Mesmo os pára-raios podem não estar em quantidade suficiente para proteger os edifícios de uma cidade. O desenvolvimento e uso de novos materiais, como compósitos para aeronaves – visando melhor eficiência energética – também coloca novos desafios para a proteção destes veículos.

“Quanto mais sabemos sobre os raios, melhor informados estamos para pensar nosso ambiente construído,” afirma Lowke.

Fonte: Canaltech

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