Un étrange éclair ascendant émet des rayons X en s’élevant vers le ciel

Si la foudre est généralement connue pour frapper le sol, dans certains cas elle peut suivre un mouvement ascendant et produire des salves de rayons X, libérés au tout début de ce phénomène rare.

Foudre ascendante

Au cours d’un orage, différentes parties d’un nuage se chargent positivement et négativement. Cette séparation des charges entraîne une décharge électrique spectaculaire qui se manifeste par une colonne de gaz ionisé et d’électrons chauds, ou plasma, se dirigeant vers le sol : la foudre. Toutefois, lorsque des nuages chargés planent au-dessus d’une structure élevée constituée principalement de métal ou d’autres matériaux conducteurs, la foudre peut également en émerger et s’élever vers le ciel.

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Dans le cadre de travaux pré-publiés sur le serveur arXiv, Toma Oregel-Chaumont, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, et ses collègues se sont penchés sur cet étrange phénomène.

L’équipe a étudié quatre éclairs ascendants émanant de la tour du Säntis. Une structure haute de 124 mètres utilisée pour les télécommunications et comme station météorologique, située au sommet de la montagne du même nom, constituant avec ses 2 502 mètres le point culminant du massif suisse de l’Alpstein.

Présentant une structure creuse et métallique, la tour abrite des instruments mesurant les courants électriques qui la traversent et les variations du champ magnétique associées. L’analyse des données collectées lors de tels évènements, ainsi que celles provenant de détecteurs de champ électrique et de rayons X a révélé que ces derniers étaient émis au tout début de l’ascension de l’éclair de foudre. Ce processus s’avérait également discontinu, avec des émissions coïncidant avec les « salves » d’électricité à l’origine de la colonne de plasma.

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Percer les secrets des éclairs

Selon Joseph Dwyer, de l’université du New Hampshire, ces nouvelles mesures vont contribuer à améliorer notre compréhension de la manière dont les rayons X apparaissent lors d’un éclair, et également à éclairer un autre phénomène rare et spectaculaire : les éclairs de rayons gamma, encore plus énergétiques.

Les données collectées pourraient également permettre de mieux cerner le comportement des électrons et d’autres particules lorsque la foudre commence à se former. Actuellement, l’une des principales hypothèses prévoit que des électrons accélérés heurtent les particules d’air voisines et freinent en émettant une partie de leur énergie sous forme de rayons X.

En début d’année, la tour du Säntis avait été le théâtre d’une importante première scientifique : la redirection de la foudre à l’aide de puissants lasers.

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