Pesquisa mostra que o campo magnético da Terra alterou a sensibilidade do detector, e não a distribuição real das tempestades.
Durante quase uma década, um detector instalado no sul da Índia registrou uma aparente preferência das tempestades por uma direção do céu. O equipamento identificou 487 eventos entre abril de 2011 e dezembro de 2020, mas 81,5% deles pareciam estar no leste, contra apenas 13,7% no oeste. A explicação, publicada em 2 de outubro de 2026 no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, não está no clima: está no caminho que partículas vindas do espaço percorrem até a Terra.
O instrumento é o telescópio de múons GRAPES-3, localizado em Ooty, na Índia. Embora tenha sido construído para pesquisar raios cósmicos, ele também consegue detectar pequenas alterações no fluxo de partículas que atravessam nuvens carregadas. Essas mudanças funcionam como uma espécie de sinal indireto da diferença de potencial elétrico dentro das tempestades.
O leste não tinha mais tempestades
A primeira tarefa dos pesquisadores foi separar uma possível característica meteorológica de um efeito produzido pelo próprio detector. Para isso, a colaboração GRAPES-3 comparou seus registros com medições independentes do campo elétrico da atmosfera. Os dados externos não mostraram uma concentração equivalente de tempestades no leste.
O aparente desequilíbrio surgiu porque partículas eletricamente carregadas não chegam à atmosfera da mesma maneira em todas as direções. Antes de entrar no ar, os raios cósmicos atravessam a magnetosfera, região dominada pelo campo magnético terrestre. Esse campo desvia suas trajetórias e cria diferentes níveis de energia necessários para que elas alcancem determinado ponto do planeta.
O efeito é chamado de corte geomagnético. No campo de visão do GRAPES-3, partículas positivas de menor energia que chegam do leste são filtradas com mais intensidade do que as que vêm do oeste. A consequência é uma diferença na composição das partículas registradas, que torna o equipamento mais sensível às tempestades em uma direção específica.
Como partículas do espaço revelam a eletricidade das nuvens
Raios cósmicos são partículas de energia extremamente alta que chegam continuamente à Terra. A maior parte delas é formada por prótons. Ao colidir com os núcleos dos átomos presentes na atmosfera, essas partículas geram cascatas de outras partículas, entre elas os múons, que viajam quase à velocidade da luz e conseguem atravessar grandes espessuras de matéria.
O GRAPES-3 tem um telescópio de múons com 560 metros quadrados. O equipamento registra aproximadamente 4 bilhões dessas partículas todos os dias. Como os raios cósmicos primários são majoritariamente positivos, também chegam mais múons positivos do que negativos à superfície.
Essa diferença é decisiva. Dentro de uma nuvem de tempestade, cargas elétricas se separam e produzem campos elétricos intensos. Esse campo tende a desacelerar os múons positivos e acelerar os negativos. Como as duas populações não têm o mesmo tamanho, a alteração não se anula completamente e pode ser observada no fluxo total medido no solo.
Em termos simples, os múons funcionam como partículas de teste que atravessam a tempestade. Os pesquisadores não precisam colocar um instrumento dentro da nuvem para procurar sinais de sua eletricidade. Eles observam como a passagem dessas partículas muda depois de cruzar a região carregada.
A conta que corrigiu o resultado
As simulações feitas pela equipe mostraram que a proporção entre múons positivos e negativos varia de acordo com a direção. No leste, essa razão ficou em torno de 1,37. No oeste, foi de aproximadamente 1,14. Quanto maior a diferença entre os dois tipos, maior tende a ser o efeito elétrico detectável pelo telescópio.
Quando os pesquisadores incluíram essa variação direcional nos modelos de produção e propagação dos múons pela atmosfera, a assimetria leste-oeste apareceu de forma semelhante à observada nos dados reais. Quando usaram a mesma proporção para as duas direções, a diferença praticamente desapareceu.
Segundo a colaboração GRAPES-3, 487 eventos de tempestade foram registrados pelo telescópio entre abril de 2011 e dezembro de 2020, com 81,5% dos sinais no setor leste e 13,7% no oeste. O resultado mostra que esses números descrevem a sensibilidade do método, e não uma concentração real de tempestades em uma parte do céu.
Um potencial elétrico muito maior que o medido diretamente
A correção é importante porque o mesmo instrumento já havia indicado um potencial elétrico de 1,3 gigavolt dentro de uma tempestade. O valor é mais de dez vezes superior aos cerca de 130 milhões de volts alcançados por medições diretas anteriores.
A possibilidade de nuvens de tempestade acumularem potenciais dessa ordem foi levantada ainda na década de 1920 pelo físico Charles Thomson Rees Wilson, vencedor do Nobel de Física de 1927. No entanto, medir diretamente a eletricidade no interior de uma tempestade é difícil. A operação geralmente exige aviões ou balões meteorológicos próximos de sistemas ativos, que mudam rapidamente e ocupam áreas extensas.
O trabalho atual não demonstra que todas as tempestades tenham o mesmo potencial elétrico. Ele aperfeiçoa a interpretação dos sinais captados pelo GRAPES-3 e indica que a direção de chegada dos múons precisa ser considerada antes de comparar eventos. O estudo também não transforma o telescópio em um substituto completo para instrumentos meteorológicos, mas amplia o uso possível de uma tecnologia criada para observar o espaço.
Por que o método interessa à Amazônia
A Amazônia reúne áreas extensas, redes de monitoramento desiguais e tempestades que podem se formar longe de estações convencionais. Por isso, a possibilidade de acompanhar a eletricidade atmosférica a partir do solo tem interesse para pesquisas realizadas nos estados da região, incluindo Pará, Amazonas, Acre, Amapá, Rondônia, Roraima, Tocantins e Mato Grosso.
Isso não significa que o GRAPES-3 esteja sendo usado na Amazônia ou que os resultados indianos possam ser transferidos diretamente para o Brasil. O campo magnético, a latitude, a altitude e as características das nuvens influenciam a chegada dos múons. Antes de aplicar a técnica em qualquer local, seria necessário calibrar os detectores e comparar seus registros com dados meteorológicos e elétricos independentes.
A principal contribuição da pesquisa é mostrar que partículas produzidas por colisões cósmicas podem servir como uma ferramenta complementar para estudar um fenômeno terrestre. Ao explicar o falso predomínio de eventos no leste, os autores tornam mais confiável a leitura do detector e abrem caminho para novas análises sobre a eletricidade das tempestades. Os próximos estudos deverão testar o método em diferentes condições atmosféricas e direções de observação.
Com informações de Tata Institute of Fundamental Research (TIFR).
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