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Les orages sont des forces impressionnantes qui façonnent notre environnement et notre vie quotidienne. Alors que les éclairs blancs brillants que nous voyons le plus souvent sont les éclairs classiques, le ciel offre parfois un spectacle plus calme et plus profond :les lutins rouges. Ces éclats lumineux en forme de méduse jaillissent du sommet des nuages d'orage, atteignant jusqu'à 30 miles de large et s'élevant à plus de 50 miles au-dessus du sol, bien au-delà de la plage typique de 4 à 12 miles de la troposphère où se produit la plupart des tempêtes.
Les sprites appartiennent à une classe plus large de phénomènes atmosphériques appelés événements lumineux transitoires (TLE). Ils se déclenchent lorsqu'un puissant éclair chargé positivement décharge de l'énergie vers le haut, créant une cascade de charges électriques qui se propagent à travers les couches supérieures du nuage.
Pendant des décennies, les sprites ont été relégués aux rapports anecdotiques des pilotes et des témoins oculaires. Leur nature éphémère (ne durant que quelques millisecondes) et leur origine lointaine et à haute altitude les rendaient difficiles à capturer. La première observation définitive a eu lieu en 1989 lorsque des chercheurs de l'Université du Minnesota ont enregistré un sprite à l'aide d'une caméra de télévision à faible luminosité lors d'une expérience d'observation des tempêtes.
Depuis, les plateformes avancées ont ouvert de nouvelles fenêtres sur les TLE. En 2018, l’Agence spatiale européenne a déployé le moniteur d’interactions atmosphère-espace (ASIM) sur la Station spatiale internationale (ISS). Les caméras et spectromètres à grande vitesse d’ASIM documentent en permanence les sprites et les événements associés, trop rapidement pour les instruments au sol. Pendant ce temps, le Light‑1 CubeSat de l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale, lancé depuis l'ISS, surveille les flashs gamma à haute énergie qui accompagnent ces décharges atmosphériques.
Les scientifiques étudient les sprites pour découvrir leurs rôles atmosphériques et exploiter leurs connaissances pour des applications pratiques. La cartographie des endroits où les TLE se produisent au cours des orages peut améliorer la sécurité aérienne en identifiant les couloirs de vol qui rencontrent fréquemment ces événements énergétiques. De plus, les sprites influencent la chimie de la haute atmosphère, modifiant l'absorption, la réflexion et le rayonnement de l'énergie, des variables qui alimentent directement les modèles climatiques et aident à affiner les projections du réchauffement futur.
Les TLE interagissent également avec l’ionosphère, la couche de particules chargées de 50 à 400 milles de hauteur qui soutient les communications radio à longue portée, y compris les signaux GPS. Lorsque l'énergie électrique générée par les sprites pénètre dans l'ionosphère, elle peut temporairement fausser la propagation des ondes radio, perturbant potentiellement les systèmes de navigation et de communication.
L’ASIM continuera à collecter des données jusqu’au déclassement prévu de l’ISS en 2030, tandis que les équipes de recherche développent des instruments encore plus sensibles pour capturer les éclairs atmosphériques les plus rapides et les plus subtils. D'une légende mythique à une pierre angulaire de la science atmosphérique moderne, les sprites sont sur le point de révéler des vérités plus profondes sur la météo et la technologie de notre planète au cours de la décennie à venir.