Tempêtes magnétiques : elles se forment bien plus près de la Terre que précédemment estimé

 Thomas Boisson

 17 janvier 2020

 Espace & Astrophysique

La Terre subit en permanence les vents solaires éjectés par le Soleil ; des flux de particules chargées qui, pour la grande majorité, sont déviées par le champ magnétique terrestre. Et lorsque ces particules passent à travers certaines zones affaiblies du champ géomagnétique, de magnifiques aurores polaires illuminent le ciel. Ces tempêtes magnétiques se forment lorsque les lignes magnétiques terrestres se reconnectent et, jusqu’à présent, les géophysiciens pensaient que ce processus de reconnexion se déroulait relativement loin de la Terre. Mais une étude récente, publiée dans la revue Nature Physics, révèle qu’en réalité il a lieu bien plus près que les modèles ne le suggéraient.

La Terre est protégée par une bulle protectrice connue sous le nom de magnétosphère, qui bloque le rayonnement solaire. Mais lorsque le Soleil émet occasionnellement des flux de rayonnement à grande vitesse — et, avec lui, des lignes de champ magnétique intenses — ils peuvent fortement interagir avec le champ magnétique de notre planète.

Lorsque ce vent solaire frappe la magnétosphère, les deux ensembles de lignes de champ magnétique s’entremêlent. Cette interaction génère de la chaleur et accélère les particules chargées — ions et électrons — amenées par le vent solaire, affaiblissant temporairement le champ magnétique de la planète et créant de puissantes tempêtes magnétiques qui nous apparaissent comme des aurores polaires.

Des événements de reconnexion magnétique plus proches que précédemment estimé

Mais parce que ces tempêtes sont rares et qu’il n’y a pas assez de satellites pour les observer, on ne sait pas exactement où et comment cette reconnexion des lignes de champ magnétique se produit.

Pour comprendre cela, des chercheurs ont utilisé les observations des satellites Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) de la NASA. Pendant les tempêtes solaires, ces satellites sont assis à la magnéto-queue de la Terre — la partie de la magnétosphère du côté de la planète qui n’est pas face au soleil — qui s’allonge avec le vent solaire.

Cette illustration montre la magnétosphère terrestre pendant une tempête magnétique. À droite, trois satellites ont observé une reconnexion près de l’orbite géosynchrone, où résident de nombreux autres satellites critiques. La croix rouge identifie le site de reconnexion et les flèches jaunes indiquent la direction des sorties de particules énergétiques vers et loin de la Terre. Les électrons dirigés vers la Terre (représentés en rouge et rose) transportent l’énergie le long des lignes de champ magnétique pour alimenter l’aurore aux pôles nord et sud de la Terre. Ces électrons énergétiques ont été détectés par un satellite météorologique (centre). Crédits : Emmanuel Masongsong/UCLA