Bien que 40 000 orages génèrent plus de huit millions d’éclairs au-dessus de nos têtes chaque jour, ceux-ci restent « mal compris », a déclaré le physicien Joseph Dwyer dans une analyse de cette nouvelle recherche parue dans la revue Nature.
Les rayons gamma issus de la Terre
Traditionnellement, les rayons gamma — des émanations d’une lumière d’une énergie incroyablement élevée — sont associés à des événements cosmiques tels que les éruptions solaires, les étoiles explosées ou les trous noirs. Cependant, dans les années 1990, des satellites de la NASA, chargés de détecter des particules énergétiques, ont enregistré des rayons gamma provenant de la Terre. À l’exception des réacteurs nucléaires, rien sur notre planète n’avait été jugé capable de produire de tels rayonnements.
Observation des rayons gamma dans les orages
Depuis, deux types différents de rayons gamma ont été observés au sein des orages, tous deux invisibles à l’œil nu. Les lueurs de rayons gamma peuvent durer quelques minutes sur une zone d’environ 20 kilomètres de large, tandis que des « flashes » plus puissants ne durent qu’une fraction de seconde. « Il s’avère que presque tous les grands orages génèrent des rayons gamma toute la journée sous de nombreuses formes », a déclaré Steven Cummer, un chercheur de l’université de Duke et co-auteur d’une des études.
Une étude approfondie avec un avion de la NASA
Pour approfondir leurs recherches sur les événements se produisant dans les orages, une équipe internationale de chercheurs a utilisé un avion NASA ER-2. Cet appareil scientifique, basé sur le célèbre avion espion américain U-2, est capable de voler à plus de deux fois l’altitude d’un avion de ligne commercial, survolant ainsi les nuages orageux.
Durant un mois en 2023, l’avion a quitté une base aérienne en Floride pour voler à une altitude de 20 kilomètres au-dessus des tempêtes actives, capturant des preuves que la radiation gamma est beaucoup plus courante que ce que l’on pensait. Les orages généraient presque continuellement des lueurs de rayons gamma durant des heures, couvrant des milliers de kilomètres carrés, toutes liées aux zones les plus intenses de la tempête.
Les implications de ces découvertes
Les orages ressemblent à « un énorme ‘pot bouillant’ de rayons gamma en raison de leur motif et comportement », a déclaré Martino Marisaldi, auteur de la première étude publiée dans Nature. Une seconde étude a également montré que les lueurs pouvaient s’intensifier pour donner ce que l’on appelle des « flashes » de rayons gamma clignotants. Ces observations « floutent la distinction entre ces deux types d’émissions, suggérant que les lueurs de rayons gamma se transforment souvent en impulsions intenses », a expliqué Dwyer.
La foudre suit souvent ces émissions intenses de rayons gamma, laissant entendre qu’elles pourraient jouer un rôle dans le déclenchement des éclairs, selon la seconde étude. « Comment la foudre est initiée à l’intérieur des orages est l’un des plus grands mystères des sciences atmosphériques », a affirmé Dwyer. « Il est incroyable qu’à plus de deux décennies dans ce XXIe siècle, l’atmosphère terrestre ait encore suffisamment de surprises pour motiver une toute nouvelle ligne de recherche ».
Publié dans Dawn, le 3 octobre 2024