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Quelle est cette lumière bleue rare photographiée par Thomas Pesquet depuis l'ISS ?

« Photo extraite d'un timelapse d'un survol de l'Europe. Coup de chance, elle montre un éclair et des sprites dans la haute atmosphère ! » C'est ainsi que Thomas Pesquet a présenté l'une de ses nombreuses photos prises depuis la Station spatiale internationale (ISS) le 8 octobre 2021, via Twitter. L'astronaute français, en mission dans la station jusqu'à la fin du mois, commande actuellement l'ISS, mais cela ne l'empêche pas de continuer à mitrailler l'espace.

Sur cette image, on peut admirer une partie de la Terre plongée dans la nuit : on distingue effectivement un morceau du continent européen, avec la « botte » de l'Italie bien visible. Une petite lumière bleue apparaît juste au-dessus de la surface de la planète. De quoi s'agit-il ? Comme l'explique Thomas Pesquet dans une légende de l'image, le cliché montre « un éclair et des sprites dans la haute atmosphère ! On sait maintenant que les sprites/elfes/jets bleus ou géants existent vraiment et qu'ils pourraient avoir une influence sur le climat.»

Ce sont des événements lumineux transitoires pendant les orages

Parfois nommés sprites, elfes, jets, anges ou même farfadets, ces phénomènes sont en fait décrits par les scientifiques comme des événements lumineux transitoires (TLE).

Comme le détaillait le CNRS en 2020, « ce sont des flashs lumineux qui se produisent pendant les orages actifs, au-dessus de nos têtes [ndlr : en l'occurrence, en dessous de celle de Thomas Pesquet], à quelques dizaines de kilomètres d'altitude à peine ». Ils ont lieu « entre le sommet des nuages et 90 kilomètres d'altitude ». Ces phénomènes ont été découverts assez récemment, il y a une trentaine d'années, même si leur existence était présumée depuis plus longtemps (depuis 1920). Ces TLE peuvent se produire dans toutes les régions du monde, à condition que se produisent des orages.

Le CNRS distingue plusieurs phénomènes lumineux éphémères :

Les elfes, qui une forme d' « anneaux lumineux en expansion », apparaissent à 90 kilomètres d'altitude. Leur durée est très brève : à peine une milliseconde (un millième de seconde). Un seul orage peut en produire des milliers pendant plusieurs heures.

Les sprites, avec leur « structure filamentaire complexe », ont lieu entre 40 et 90 kilomètres d'altitude. Ils peuvent durer jusqu'à 10 millisecondes.

Les jets bleus, qui sont observables au niveau de « la partie supérieure des nuages d'orage et se propagent jusqu'à 50 kilomètres d'altitude ».

Parfois, il y a aussi des jets géants, se propageant jusqu'à 90 kilomètres.

La brièveté et la rareté de ces TLE « les [rendent] difficiles à photographier et à étudier », complète Thomas Pesquet. Il précise que l'ISS est justement équipée d'un instrument (« Atmosphere-Space Interactions Monitor », ASIM), consacré à l'observation de ces phénomènes, à l'extérieur du module Colombus. Étant donné que la station survole à plusieurs reprises l'équateur terrestre chaque jour (les astronautes de l'ISS connaissent entre 15 et 16 levers et couchers de Soleil chaque jour), elle est adaptée à l'étude des TLE. C'est au niveau de l'équateur qu'on trouve le plus d'orages, précise l'astronaute.