Un type rare d’éclair a fait se gratter la tête depuis la fin des années 1970. Les « superbolts » sont les éclairs les plus puissants sur Terre, avec des décharges si fortes qu’ils ne peuvent pas être reproduits en laboratoire. Les éclairs affichent également des attributs géographiques et saisonniers opposés aux éclairs ordinaires, ajoutant à leur mystère.

« Nous ne comprenons toujours pas comment les superbolts peuvent être si puissants », a déclaré Jean-François Ripoll, scientifique principal au Commissariat à l’énergie atomique (CEA) près de Paris, en France. Et contrairement aux éclairs traditionnels, qui se produisent plus fréquemment en été et au-dessus de la terre, les super-éclairs se produisent plus fréquemment en hiver et au-dessus de l’eau. « Nous n’avons aucune idée pourquoi », a-t-il déclaré.

Au milieu des nombreuses inconnues, les scientifiques utilisent des satellites pour définir les attributs inhabituels des superbolts. À Étude 2020 à partir de données satellitaires optiques ont montré que certains des rayons les plus brillants (jusqu’à 1 000 fois plus brillants que les rayons normaux) sont en fait un type de rayon physiquement unique et ne sont pas dus à une erreur d’interprétation de la mesure.

en un Étude 2021, Ripoll et ses collègues ont confirmé la puissance extrême des superbolts en mesurant leurs ondes électromagnétiques. Ce phénomène électromagnétique, ont-ils découvert, ne se limite pas à l’atmosphère terrestre ; s’étend dans l’espace.

La foudre est une source naturelle d’énergie électromagnétique qui s’étend dans la gamme des très basses fréquences (VLF). Les scientifiques ont montré que les ondes VLF transmises dans l’espace par les superéclairs sont beaucoup plus puissantes que celles transmises par les éclairs typiques. « Les ondes électromagnétiques comme celles-ci sont rares pour les signaux de foudre dans l’espace », a déclaré Ripoll. « Nous avons douté de tant de puissance jusqu’à ce que nous puissions l’associer à un superéclair. »

READ  Peter Huber Kältemaschinenbau AG s'étend en France

Pour établir le lien, les chercheurs ont travaillé pour faire correspondre les détections spatiales des superbolts avec de multiples détections au sol. La carte en haut de cette page montre les détections de superbolts (énergies supérieures à 1 mégajoule) entre 2012 et 2018. Les points bleus sont des détections au sol, du World-Wide Lightning Location Network (un réseau de stations parmi plus de 50 universités et institutions dirigées par Robert Holzworth à l’Université de Washington), la campagne de mesures ECLAIR réalisée depuis les stations sol du CEA, et les stations sol de Météorage. Les points violets sont là où les détections spatiales des sondes Van Allen de la NASA se chevauchent avec les détections au sol.

Dans cet ensemble de données, deux superbolts avaient suffisamment de données au sol et spatiales se chevauchant pour une étude détaillée. L’un d’eux, indiqué par le gros point rose sur la carte, est montré dans le spectrogramme ci-dessus. Ce graphique montre la composante électrique du signal électromagnétique du superbolt détecté depuis l’espace.

Notez que le signal des deux premières détections sous forme de virgule (rouge) est beaucoup plus fort que les signaux suivants. Ces deux ondes puissantes sont associées au superéclair, suivies d’ondes moins puissantes associées à de nombreux éclairs typiques.

« Certains de ces superbolts peuvent avoir jusqu’à 1 000 fois plus d’énergie qu’un boulon typique », a déclaré Ripoll. De tels éclairs sont capables de produire plus de dégâts que les éclairs typiques s’ils frappent au bon endroit sur Terre.

Dans l’espace, cependant, les ondes électromagnétiques ont des applications potentiellement utiles, car elles peuvent dévier les soi-disant « électrons tueurs » piégés dans l’espace proche de la Terre, où elles peuvent endommager l’électronique des satellites en orbite. « Potentiellement, cette énergie électromagnétique peut protéger nos actifs de ces électrons », a déclaré Ripoll. « Nous étudions les ondes, les électrons et les interactions onde-particule pour cette raison. Nous sommes heureux de savoir que ces ondes sont réelles et basées sur la physique. »

READ  Libération de l'espace ! - Reason.com

Images de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Joshua Stevens, utilisant des données gracieusement fournies par Ripoll, J.-F., et al. (2021). Histoire de Kathryn Hansen.