Crédit d'image: NASA
Les chercheurs ont découvert que des fissures temporaires peuvent se former dans le champ magnétique terrestre, ce qui peut permettre à une partie de l'énergie du vent solaire de se faufiler et de perturber l'électronique et les communications. Ces observations ont été faites à l’aide de l’imageur de la NASA pour la magnétopause vers le satellite Aurora Global Exploration (IMAGE), qui a suivi une grande aurore pendant plusieurs heures. Les satellites Cluster de l’ESA ont survolé le même endroit et ont repéré un flux d’ions glissant à travers une fissure qui aurait normalement dû être déviée par la magnétosphère terrestre.
D'immenses fissures dans le champ magnétique terrestre restent ouvertes pendant des heures, permettant au vent solaire de jaillir et d'alimenter la météo spatiale orageuse, selon de nouvelles observations des satellites IMAGE et Cluster.
Les fissures ont été détectées auparavant, mais les chercheurs savent maintenant qu'elles peuvent rester ouvertes pendant de longues périodes, plutôt que de s'ouvrir et de se fermer pendant de très courts intervalles. Cette nouvelle découverte sur la façon dont le bouclier magnétique de la Terre est brisé devrait aider les physiciens de l'espace à donner de meilleures estimations des effets des intempéries spatiales.
«Nous avons découvert que notre bouclier magnétique est à l'épreuve des courants d'air, comme une maison avec une fenêtre ouverte pendant une tempête», a déclaré le Dr Harald Frey de l'Université de Californie à Berkeley, auteur principal d'un article sur cette recherche publié le 4 décembre dans Nature. . «La maison dévie la majeure partie de la tempête, mais le canapé est en ruine. De même, notre bouclier magnétique subit de plein fouet les tempêtes spatiales, mais une partie de l'énergie glisse continuellement à travers ses fissures, parfois suffisamment pour causer des problèmes avec les satellites, les communications radio et les systèmes d'alimentation. »
"La nouvelle connaissance que les fissures sont ouvertes pendant de longues périodes, au lieu de s'ouvrir et de se fermer sporadiquement, peut être incorporée dans nos modèles informatiques de prévisions météorologiques spatiales pour prédire plus précisément comment notre météo spatiale est influencée par des événements violents sur le Soleil", a déclaré le Dr Tai Phan, également de UC Berkeley, co-auteur de l'article Nature.
Le vent solaire est un flux de particules chargées électriquement (électrons et ions) soufflées en permanence par le Soleil (Image 1). Le vent solaire transfère l'énergie du Soleil à la Terre à travers les champs magnétiques qu'il transporte et sa grande vitesse (centaines de miles / kilomètres par seconde). Il peut devenir des rafales lors de violents événements solaires, comme les éjections de masse coronales (CME), qui peuvent projeter un milliard de tonnes de gaz électrifié dans l'espace à des millions de miles par heure.
La Terre a un champ magnétique qui s'étend dans l'espace sur des dizaines de milliers de kilomètres, entourant la planète et formant une barrière protectrice aux particules et aux champs magnétiques grondés que le Soleil souffle vers elle pendant les CME. Cependant, les tempêtes spatiales, qui peuvent déverser 1 000 milliards de watts - plus que la capacité de production électrique totale des États-Unis - dans le champ magnétique terrestre, ont indiqué que le bouclier n'était pas impénétrable.
En 1961, le Dr Jim Dungey de l'Imperial College, au Royaume-Uni, a prédit que des fissures pourraient se former dans le bouclier magnétique lorsque le vent solaire contenait un champ magnétique qui était orienté dans la direction opposée à une partie du champ terrestre. Dans ces régions, les deux champs magnétiques s'interconnecteraient par un processus connu sous le nom de «reconnexion magnétique», formant une fissure dans le bouclier à travers laquelle les particules électriquement chargées du vent solaire pourraient circuler. (L'image 2 illustre la formation de fissures, et l'animation 1 montre comment les particules de vent solaire traversent la fissure en suivant des lignes de champ magnétique invisibles.) En 1979, le Dr Goetz Paschmann, de l'Institut Max Planck pour la physique extraterrestre, Allemagne, a détecté les fissures en utilisant le vaisseau spatial International Sun Earth Explorer (ISEE). Cependant, puisque ce vaisseau spatial n'a traversé que brièvement les fissures pendant son orbite, on ne savait pas si les fissures étaient des caractéristiques temporaires ou si elles étaient stables pendant de longues périodes.
Dans les nouvelles observations, le satellite Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) a révélé une zone presque de la taille de la Californie dans la haute atmosphère arctique (ionosphère) où une aurore à protons de 75 mégawatts a brûlé pendant des heures (image 4). Cette aurore, suffisamment énergique pour alimenter 75 000 foyers, était différente des aurores visibles connues sous le nom de lumières du nord et du sud. Il a été généré par des particules lourdes (ions) frappant la haute atmosphère et provoquant l'émission de lumière ultraviolette, qui est invisible à l'œil humain mais détectable par l'imageur ultraviolet lointain sur IMAGE. (L’image 6 et l’animation 4 montrent les observations de l’IMAGE sur l’aurore à protons).
Pendant que l'aurore était enregistrée par IMAGE, la constellation de 4 satellites Cluster a volé bien au-dessus d'IMAGE, directement à travers la fissure, et a détecté des ions de vent solaire traversant (Image 5). Normalement, ces ions du vent solaire seraient déviés par le bouclier de la Terre (Image 3), donc l'observation de Cluster a montré qu'une fissure était présente. Ce flux d'ions de vent solaire a bombardé notre atmosphère précisément dans la même région où IMAGE a vu l'aurore protonique. Le fait qu'IMAGE ait pu observer l'aurore à protons pendant plus de 9 heures, jusqu'à ce que l'IMAGE progresse sur son orbite jusqu'à l'endroit où il n'a pas pu observer l'aurore, implique que la fissure est restée ouverte en permanence. (L'animation 2 montre comment le vaisseau spatial a travaillé ensemble pour révéler la fissure.) Estimant à partir des données IMAGE et Cluster, la fissure était deux fois plus grande que la Terre à la frontière de notre bouclier magnétique, à environ 38 000 miles (60 000 km) au-dessus de la planète. surface. Puisque le champ magnétique converge lorsqu'il pénètre dans la Terre dans les régions polaires, la fissure s'est rétrécie à environ la taille de la Californie près de la haute atmosphère.
IMAGE est un satellite de la NASA lancé le 25 mars 2000 pour fournir une vue globale de l'espace autour de la Terre influencé par le champ magnétique terrestre. Les satellites Cluster, construits par l’Agence spatiale européenne et lancés le 16 juillet 2000, dressent une carte en trois dimensions du champ magnétique terrestre.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
