En 1993, Carl Sagan a rencontré un puzzle. Le vaisseau spatial Galileo a repéré des éclairs venant de la Terre, et personne ne pouvait comprendre ce qu'ils étaient. Ils les ont appelés «réflexions spéculaires» et ils sont apparus au-dessus des zones océaniques mais pas au-dessus des terres.
Les images ont été prises par la sonde spatiale Galileo lors de l'un de ses survols assistés par gravité de la Terre. Galileo était en route vers Jupiter, et ses caméras ont été retournées pour regarder la Terre à une distance d'environ 2 millions de kilomètres. Tout cela faisait partie d'une expérience visant à trouver la vie sur d'autres mondes. À quoi ressemblerait un monde vivant à distance? Pourquoi ne pas utiliser la Terre comme exemple?
Avance rapide jusqu'en 2015, lorsque la National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) a lancé le vaisseau spatial Deep Space Climate Observatory (DSCOVER). Le travail de DSCOVER consiste à faire le tour de la Terre à un million de kilomètres de là et à nous avertir d'une météo spatiale dangereuse. La NASA a un instrument puissant sur DSCOVER appelé la caméra d'imagerie polychrome de la Terre (EPIC.)
Toutes les heures, EPIC prend des images du côté ensoleillé de la Terre, et ces images peuvent être consultées sur le site Web d'EPIC. (Vérifiez, c'est super cool.) Les gens ont commencé à remarquer les mêmes éclairs que Sagan a vus, des centaines en un an. Les scientifiques en charge de l'EPIC ont également commencé à les remarquer.
L'un des scientifiques est Alexander Marshak, scientifique adjoint du projet DSCOVR au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Au début, il ne les a remarqués que dans les zones océaniques, comme Sagan l'a fait il y a 25 ans. Ce n'est qu'après que Marshak a commencé à enquêter sur lui qu'il s'est rendu compte que Sagan les avait également vus.
En 1993, Sagan et ses collègues ont écrit un article sur les résultats de l’examen de la Terre par Galileo. Voici ce qu'ils ont dit à propos des réflexions qu'ils ont remarquées: "De grandes étendues d'océan bleu et des côtes apparentes sont présentes, et un examen attentif des images montre une région de réflexion [semblable à un miroir] dans l'océan mais pas sur la terre."
Marshak a supposé qu'il pourrait y avoir une explication simple aux flashs. La lumière du soleil frappe une partie lisse d'un océan ou d'un lac et se reflète directement vers le capteur, comme prendre une photo au flash dans un miroir. Était-ce vraiment un mystère?
Lorsque Marshak et ses collègues ont jeté un nouveau regard sur les images de Galileo montrant les flashs, ils ont trouvé quelque chose que Sagan avait manqué en 1993: les flashs sont également apparus sur les masses terrestres. Et quand ils ont regardé les images EPIC, ils ont trouvé des éclairs sur les masses terrestres. Donc, une explication simple comme la lumière se reflétant sur les océans n'était plus en jeu.
"Nous avons également trouvé pas mal d'éclairs très lumineux sur la terre." - Alexander Marshak, scientifique adjoint du projet DSCOVR
"Nous avons également trouvé quelques éclairs très lumineux sur la terre", a-t-il déclaré. «Quand je l'ai vu pour la première fois, j'ai pensé qu'il y avait peut-être de l'eau là-bas ou un lac sur lequel le soleil se reflétait. Mais l'éclat est assez grand, donc ce n'était pas ça. "
Mais quelque chose causait les éclairs, quelque chose de réfléchissant. Marshak et ses collègues, Tamas Varnai de l'Université du Maryland, dans le comté de Baltimore, et Alexander Kostinski de l'Université technologique du Michigan, ont pensé à d'autres façons dont l'eau pourrait provoquer les éclairs.
Le principal candidat était des particules de glace élevées dans l'atmosphère terrestre. Les nuages de cirrus de haute altitude contiennent de minuscules plaquettes de glace qui sont presque parfaitement alignées horizontalement. Le trio de scientifiques a fait quelques expériences pour trouver la cause des flashs et a publié leurs résultats dans un nouvel article publié dans Geophysical Research Letters.
"La foudre ne se soucie pas du soleil et de l'emplacement d'EPIC." - Alexander Marshak, scientifique adjoint du projet DSCOVR
Comme détails de leur étude, ils ont d'abord catalogué tous les reflets réfléchissants que l'EPIC a trouvés sur la terre; 866 d'entre eux sur une période de 14 mois, de juin 2015 à août 2016. Si ces flashs étaient causés par la réflexion, ils n'apparaîtraient que sur des endroits du globe où l'angle entre le Soleil et la Terre correspondait à l'angle entre le vaisseau spatial DSCOVER et la Terre. . En répertoriant les 866 reflets, ils ont constaté que l'angle correspondait.
Cela a exclu quelque chose comme la foudre comme cause des éclairs. Mais alors qu'ils continuaient leur travail en traçant les angles, ils sont arrivés à une autre conclusion: les éclairs étaient la lumière du soleil se reflétant sur les cristaux de glace horizontaux dans l'atmosphère. D'autres instruments sur DSCOVR ont confirmé que les réflexions provenaient du haut de l'atmosphère plutôt que de quelque part à la surface.
«La source des flashs n'est certainement pas au sol. C'est certainement de la glace, et très probablement la réflexion solaire des particules orientées horizontalement. " -Alexander Marshak, scientifique adjoint du projet DSCOVR
Mystère résolu. Mais comme c'est souvent le cas avec la science, répondre à une question mène à quelques autres questions. La détection de ces reflets pourrait-elle être utilisée dans l'étude des exoplanètes d'une manière ou d'une autre? Mais c'est à cela que la communauté des sciences spatiales doit répondre.
Quant à Marshak, il est un scientifique de la Terre. Il étudie la fréquence de ces particules de glace horizontales et leurs effets sur la lumière du soleil. Si cet impact est mesurable, il pourrait être inclus dans la modélisation du climat pour essayer de comprendre comment la Terre retient et rejette la chaleur.
Sources:
- La vue EPIC de la NASA éclaire la Terre
- Une recherche de vie sur Terre depuis le vaisseau spatial Galileo
- Éclat terrestre vu de l'espace lointain: des cristaux de glace orientés détectés depuis le point Lagrangien
