Des études récentes révèlent que les gros orages émettent en continu des rayons gamma. Grâce à des observations aériennes, les chercheurs ont découvert dans les nuages orageux un comportement chaotique de ces rayons, suggérant qu'ils pourraient jouer un rôle clé dans le déclenchement des éclairs. Ils pourraient également impliquer des particules comme le positron dans le processus d’électrification des orages, apportant ainsi de nouvelles perspectives sur la compréhension des phénomènes orageux.
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Les gros nuages d'orages émettent souvent en continu des rayons gammarayons gamma, indétectables depuis le sol, selon deux études qui décrivent un phénomène beaucoup plus courant qu'imaginé, avec un « bouillonnement » de rayons associé à des flashsflashs jouant peut-être un rôle clé dans les éclairs. On compte sur Terre jusqu'à 40 000 orages par jour qui produisent plus de 8 millions d'éclairs quotidiens, mais la science à l'œuvre « reste mal comprise », remarque Joseph Dwyer, un physicienphysicien spécialiste de la foudre, dans un article présentant ces recherches dans la revue Nature qui vient de paraître.
Dans les années 1990, des satellites de la NasaNasa dédiés à la détection de particules de haute énergieénergie émanant de tempêtestempêtes solaires, d'explosions d'étoilesétoiles ou de trous noirstrous noirs, enregistrent des bouffées de rayons gamma venant de la Terre. Or, mis à part dans les réacteurs de centrales nucléairescentrales nucléaires, aucune source terrestre ne faisait sens. De nombreuses observations ont conclu depuis qu'ils provenaient des orages, et les ont classées grossièrement en lueurs et en flash de rayons gamma, deux phénomènes invisibles à l'œilœil nu.
Le premier, durant quelques minutes au plus, sur une distance atteignant à peine 20 kilomètres, ferait luire le haut des nuages d'orage. Le deuxième, semblable à une décharge, ne dépasserait pas le millième de seconde. « En fait, quasiment tous les gros orages génèrent des rayons gamma en continu et sous différentes formes », selon Steve Cummer, co-signataire des deux études et professeur d'ingénierie à l'Université américaine Duke, cité par son institution.
Cela ressemble à une « marmite bouillonnante »
Pour en avoir le cœur net, une équipe internationale de chercheurs a eu recours à un avion ER-2 de la Nasa. Dérivé de l'avion espion américain U-2 et dédié à l'observation scientifique de la Terre, il est capable de voler à plus de deux fois l'altitude d'un jet commercial, bien au-dessus des nuages d'orage.
La campagne d'observation, effectuée sur un mois en Floride en 2023, a permis le survolsurvol à 20 kilomètres d'altitude de 10 systèmes orageux, dont neuf ont apporté la preuve d'un large rayonnement gamma plus dynamique qu'attendu. Cela « ressemble plutôt à une gigantesque "marmite bouillonnante" de lueur gamma, à la fois dans son apparence et dans son comportement », selon la première étude, dédiée au rayonnement et signée par Martino Marisaldi, professeur de physiquephysique à l'Université norvégienne de Bergen.
“La campagne d'observation a permis le survol à 20 kilomètres d'altitude de 10 systèmes orageux, dont neuf ont apporté la preuve d'un large rayonnement gamma plus dynamique qu'attendu”
Les nuages d'orages observés luisent d'une multitude d'émissionsémissions de rayons gamma, durant typiquement quelques secondes, pendant des heures et sur des surfaces de plusieurs milliers de kilomètres carrés. Le tout en lien étroit avec les régions les plus actives de l'orage.
Découverte du chaînon manquant ?
La deuxième étude annonce la découverte - toujours grâce à la campagne d'observation - d'un possible « chaînon manquantchaînon manquant » entre les lueurs et les flashs de rayons gamma. Signée par Nikolaï Østgaard, professeur en physique de l'espace à l'Université de Bergen, elle a détecté ce qu'elle qualifie de flash oscillant. In fine, ces observations « estompent la distinction entre les deux types d'émission, suggérant que les lueurs de rayons gamma se transforment souvent en impulsions intenses », selon Joseph Dwyer.
L'étude d'Østgaard va plus loin, remarque M. Dwyer, en suggérant que les évènements de rayons gamma puissent avoir un rôle dans le déclenchement des éclairs. Et que l'électrification au sein des nuages d'orages impliquent le positronpositron, l'antiparticuleantiparticule de l'électronélectron. M. Dwyer s'amuse que « plus de deux décennies dans le XXIe siècle, l'atmosphèreatmosphère de la Terre recèle suffisamment de surprises pour motiver des recherches complètement nouvelles ».
par Futura avec ETX Daily Up
le 3 octobre 2024
