Des étonnants farfadets et jets bleus photographiés simultanément dans le ciel d’Hawaï

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| International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/A. Smith

Avez-vous déjà entendu parler des phénomènes lumineux transitoires (ou TLE, pour Transient Luminous Event en anglais) ? Plus connus sous les noms de farfadets ou jets bleus, ce sont de rares phénomènes atmosphériques ressemblant à des éclairs, pouvant prendre différentes formes et couleurs. En règle générale, les couleurs perceptibles de ces objets lumineux éphémères, qu’on appelle aussi « sprites », se situent dans les tons rouges, bleus, ou blancs. En 2017, des astronomes ont photographié une apparition mixte d’un TLE bleu et rouge dans le ciel d’Hawaï, depuis l’un des observatoires du volcan Mauna Kea.

Les TLE apparaissent généralement durant un orage ou peu de temps après, à haute altitude. Même lorsqu’il y en a plusieurs, ils restent très difficiles à photographier en raison de leur très brève durée (de quelques millisecondes à quelques centaines de millisecondes), de leur haute altitude et généralement, de leur faible luminosité.

C’est donc un cliché extraordinaire qu’ont pu obtenir en 2017 les astronomes de l’observatoire Gemini à Hawaï, montrant les deux types principaux de TLE dans un seul et même cadre. Le phénomène a été aperçu dans le ciel hawaïen orageux de juillet. Le Laboratoire national de recherche en astronomie optique-infrarouge (NOIRLab) l’a publiée mercredi dernier en tant « qu’image de la semaine ». « L’éclair paraît tellement incroyable qu’on dirait qu’il s’agit d’un effet spécial », a déclaré le NOIRLab. Ces phénomènes lumineux colorés sont bien connus sous les noms de farfadets et de jets bleus.

Selon Peter Michaud, responsable de l’éducation et de l’engagement pour le NOIRLab, les astronomes de Hilo (Hawaï) utilisent les caméras des télescopes pour suivre à distance le mauvais temps à venir près de l’observatoire. Le système prend pour cela une photo du ciel toutes les 30 secondes. « Nous avons vu quelques autres cas de phénomènes similaires, mais c’était le meilleur exemple d’un sprite foudroyant dans la haute atmosphère », a-t-il déclaré.

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La version très haute résolution est disponible ici. © International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/A. Smith

Trois types principaux de TLE

Premièrement, il y a les jets blancs, qui se distinguent des farfadets et des autres types de jets de plusieurs façons : alors que les jets blancs réguliers se produisent entre l’air chargé d’électricité, les nuages et le sol pendant les tempêtes, les farfadets et les jets bleus prennent naissance à différents endroits dans le ciel et se déplacent vers l’espace. Leurs teintes les distinguent également les uns des autres.

Les farfadets (ou sprites rouges) sont des rafales d’électricité ultrarapides qui crépitent dans les régions supérieures de l’atmosphère (généralement entre 60 et 80 kilomètres d’altitude) et se déplacent vers l’espace. Certains farfadets ont la forme de méduses, tandis que d’autres, comme celui de l’image de l’observatoire Gemini, prennent la forme de colonnes verticales de lumière rouge avec des vrilles qui serpentent vers le bas. On les appelle aussi « farfadets carottes ».

Le photographe Stephen Hummel a pris cette magnifique photo d’un farfadet en forme méduse rouge depuis l’Observatoire McDonald, apparu au-dessus du mont Locke (Texas) le 2 juillet 2020 :

« Les farfadets apparaissent généralement à l’œil nu comme des structures très brèves, sombres et grises. Il faut les chercher pour les repérer, et souvent je ne suis pas certain d’en avoir vu un avant d’avoir vérifié les images de la caméra pour le confirmer », avait déclaré Hummel concernant sont désormais célèbre cliché.

Davis Sentman, professeur de physique à l’université d’Alaska Fairbanks à l’époque, avait proposé le nom de « sprite » (en anglais) pour le farfadet. Il a déclaré que le terme était « bien adapté pour décrire leur apparence », puisque le mot évoque la nature féerique et fugace de la foudre.

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Les jets bleus, quant à eux, naissent plus près de la Terre que les farfadets. Ces décharges électriques en forme de cône sont également plus brillantes que celles des farfadets, et elles s’élèvent du sommet des nuages. Les pics des nuages d’orage peuvent se situer entre 1 et 22 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Les jets bleus continuent à se déplacer vers le haut jusqu’à ce qu’ils atteignent une altitude d’environ 48 kilomètres, moment auquel ils disparaissent. Ces jets se déplacent à une vitesse impressionnante de plus de 35’880 km/h.

Un phénomène encore plus beau depuis l’espace

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Lorsque la foudre frappe régulièrement le sol, elle a tendance à libérer une décharge électrique positive qui doit être compensée par une énergie de charge égale et opposée ailleurs dans le ciel. Les sprites et les jets sont donc les décharges électriques qui équilibrent l’équation, c’est pourquoi ces phénomènes d’éclairs colorés se produisent.

« Plus l’orage est puissant et plus il produit d’éclairs, plus il est probable qu’il produise un farfadet », a déclaré Hummel. Les astronautes peuvent parfois repérer des farfadets et des jets depuis la Station spatiale internationale, à 400 kilomètres au-dessus de la Terre. C’est l’astronaute de l’Agence spatiale européenne Andreas Morgensen, en 2015, qui a capturé des jets bleus en vidéo (et en couleur) pour la première fois.

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© Andreas Morgensen

Il les a repérés alors qu’il filmait une tempête au-dessus du golfe du Bengale, en Inde. Les scientifiques ont ensuite utilisé ces images dans le cadre d’une étude réalisée en 2017. « Les observations de Morgensen sont les plus spectaculaires de leur genre », avaient écrit les auteurs dans leur document.

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