Les Superbolts transportent un super pouvoir : Détails d’un type de foudre rare qui s’étend dans l’espace

Superbolt Detections Annotated
Détections Superbolt annotées

2012 – 2018

Les scientifiques révèlent les détails d’un type rare de foudre qui s’étend dans l’espace.

Un type rare de foudre 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’elles ne peuvent pas être reproduites en laboratoire. Les boulons affichent également des attributs géographiques et saisonniers opposés à ceux de la foudre ordinaire, ce qui ajoute à leur mystère.

“Nous ne comprenons pas encore comment les superbolts peuvent être si puissants”, a déclaré Jean-François Ripoll, chercheur principal au Commissariat à l’énergie atomique (CEA) près de Paris, en France. Et contrairement à la foudre traditionnelle, qui se produit plus souvent en été et au-dessus de la terre, les superéclairs se produisent plus souvent en hiver et au-dessus de l’eau. “Nous ne savons pas pourquoi”, a-t-il déclaré.

Au milieu des nombreuses inconnues, les scientifiques utilisent des satellites pour définir les attributs inhabituels des superbolts. UNE Étude 2020 de données satellitaires optiques ont montré que certains des éclairs les plus brillants – jusqu’à 1 000 fois plus lumineux que les éclairs normaux – sont en effet un type d’éclair physiquement unique, et non pas dû à une erreur d’interprétation de la mesure.

Dans un Etude 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 ; il s’étend jusque dans l’espace.

La foudre est une source naturelle d’énergie électromagnétique qui s’étend jusqu’à la gamme des très basses fréquences (VLF). Les scientifiques ont montré que les ondes VLF transmises dans l’espace par les superbolts sont beaucoup plus puissantes que celles transmises par la foudre typique. “Des ondes électromagnétiques comme celles-ci sont rares à cause des signaux de foudre dans l’espace”, a déclaré Ripoll. “Nous doutions de cette puissance jusqu’à ce que nous puissions l’associer à un superbolt.”

Pour établir le lien, les chercheurs ont travaillé pour faire correspondre les détections spatiales de 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 au Université de Washington), de la campagne de mesures ECLAIR réalisée à partir des stations sol CEA, et des stations sol Météorage. Les points violets sont d’où proviennent les détections spatiales NasaLes sondes de Van Allen ont chevauché des détections au sol.

Puissance des vagues Superbolt

23 janvier 2013

Dans cet ensemble de données, deux superbolts avaient suffisamment de données se chevauchant du sol et de l’espace pour une étude détaillée. L’un d’eux, noté par le gros point rose sur la carte, est montré sur 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 en forme de virgule (rouge) est beaucoup plus puissant que les signaux suivants. Ces deux ondes puissantes sont associées au superéclair, suivies d’ondes moins puissantes associées à de nombreux coups de foudre typiques.

“Certains de ces super-éclairs peuvent avoir jusqu’à 1 000 fois plus d’énergie que la foudre typique”, a déclaré Ripoll. De tels boulons sont capables de produire plus de dégâts que la foudre typique s’ils devaient frapper le bon endroit sur Terre.

Dans l’espace, cependant, les ondes électromagnétiques ont une application potentiellement utile en ce sens qu’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 puissance 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. »

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).

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