Por que os raios caem em zigue-zague?

Sempre que uma tempestade começa a derrubar os céus, nós, aqui na Terra, temos muita sorte de olhar para cima e admirar o show de luzes que são os raios. Um espetáculo que parece um arsenal de lâminas brilhantes afiadas cortando o céu, muitas vezes em direção ao chão.

No entanto, uma das coisas mais intrigantes sobre os raios diz respeito ao seu formato. Isto é, por que quase sempre eles surgem em zigue-zague? Por que nunca vemos um raio em linha reta? Por que eles tendem a formar ramificações quando os vemos cortar o céu?

Essas perguntas intrigaram por muito tempo tanto pessoas comuns quanto cientistas. Porém, ao que tudo indica, temos uma resposta mais adequada ao processo por trás das formas dos raios. E ela é mais simples do que se imaginava

O zigue-zague explicado

(Fonte: Shutterstock)

Em uma pesquisa recente publicada no periódico científico IOPscience, pesquisadores conseguiram chegar a uma explicação lógica após longos anos de dúvidas.

Basicamente, os campos elétricos nas nuvens formam a tempestade, e são bastante intensos, mexendo com os e elétrons de tal forma que eles adquirem energia o suficiente para criar o que os cientistas denominam de moléculas de oxigênio singleto delta.

Então, os elétrons e essas moléculas de nome estranho se acumulam com uma finalidade bastante simples: dar início a uma fase curta e altamente condutora, que fornece um brilho intenso por cerca de um milionésimo de segundo. 

No final da criação dessa fase ou etapa curta, há uma pausa até que todo o processo ocorra novamente. E daí por diante, isso acontece por várias vezes durante uma tempestade.

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Simplificando, a iluminação dos raios consiste em uma corrente elétrica. Trata-se de um fluxo de elétrons com uma potência cerca de 10 mil vezes mais forte que a corrente elétrica de nossas casas. 

No final das contas, o que as moléculas de oxigênio singleto delta e os elétrons fazem nada mais é que buscar o caminho de menor resistência até o chão, ou qualquer que seja a direção. Esse caminho não ocorre em linha reta na maioria das vezes porque o ar não é uma mistura perfeita para tal condução.

Partículas de poeira, poluentes, umidade e flutuações na temperatura são só alguns exemplos do que pode fazer com que a resistência do ar varie bastante. Por isso, os relâmpagos são mais comumente vistos em um padrão que segue o zigue-zague, já que as descargas estão buscando a rota mais fácil.

Como os raios se formam?

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Os raios são formados quando há uma descarga elétrica na atmosfera. Isso geralmente acontece durante tempestades, quando as nuvens carregadas de eletricidade se movem rapidamente e colidem entre si. Quando as partículas eletricamente carregadas das nuvens se separam, elas criam uma diferença de potencial elétrico enorme.

Quando essa diferença de potencial atinge um determinado limite, ela pode provocar a ionização da atmosfera, ou seja, a separação dos átomos em íons positivos e negativos. Isso cria um canal de plasma, um material gasoso que consiste em íons e elétrons livres, conduzido pelo raio através da atmosfera.

O raio é um fenômeno complexo e ainda não é totalmente compreendido. No entanto, a teoria mais aceita é a de que são formados por uma série de descargas elétricas sucessivas, chamadas "pulsos". Cada pulso dura apenas alguns milionésimos de segundo, mas pode ter uma corrente elétrica de até 30.000 amperes e gerar um campo elétrico de milhões de volts. É esse fenômeno que provoca o brilho do raio e o barulho do trovão.