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Cluster, une décennie pour mieux connaître le vent solaire

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L'Agence Spatiale Européenne vient de fêter les dix ans de la mission Cluster, quatre satellites en orbite depuis le 1er septembre 2000 pour étudier les phénomènes d'interaction entre le Soleil et la Terre.

Cette image d'artiste montre une connexion entre le Soleil et la Terre suite à une violente éjection de masse coronale. Crédit Esa/Nasa/Soho

Produit en permanence par notre étoile, le vent solaire est un gaz chaud composé de particules électriques, des protons et électrons issus d'atomes d'hydrogène. L'intensité de ce vent dépend de l'activité magnétique du Soleil. Lorsqu'elles sont assez puissantes, les particules de vent solaire atteignent notre atmosphère après avoir traversé le bouclier magnétique terrestre. Bien que moins de 1 % de l'énergie totale transportée par le vent solaire parvienne à franchir ce bouclier, ces intrusions sont à l'origine des aurores polaires et d'un certain nombre de perturbations dans les systèmes électroniques et informatiques.

Les quatre satellites de la mission Cluster permettent d'observer en trois dimensions le vent solaire. Placés en formation sur une orbite polaire par des fusées russes Soyouz au cours de l'été 2000, ils ont réalisé de nombreuses observations inédites.

Les 4 satellites de la mission Cluster surveillent le vent solaire depuis maintenant 10 ans. Crédit Esa

10 ans de découvertes solaires

En 2001 les satellites de la mission Cluster ont étudié les cornets polaires et ont découvert qu'ils oscillaient sous l'action du vent solaire (à chaque pôle terrestre correspond un cornet dans lequel s'engouffre le vent solaire pour arriver jusqu'à l'ionosphère). Puis en 2003 le quatuor a permis de mieux comprendre les aurores à protons. Il s'agit de taches brillantes qui illuminent notre atmosphère. Cluster a montré que ces taches correspondent à des entrées de protons solaires au cours d'une reconnexion magnétique, un phénomène turbulent qui a lieu lorsque le champ magnétique terrestre se brise avant de reformer une barrière impénétrable.

En 2004 la mission Cluster a observé pour la première fois des petits vortex au niveau de la magnétosphère terrestre. Il s'agit de microturbulences d'une centaine de kilomètres produites par l'arrivée des particules solaires. Un an plus tard l'Esa réalisait des manœuvres complexes pour éloigner ses quatre satellites les uns des autres. Objectif : obtenir une formation asymétrique pour étudier en même temps des phénomènes à moyenne et grande échelles lors de la rencontre entre le plasma solaire et la magnétosphère terrestre. Les scientifiques ont également combiné les mesures obtenues par le réseau Cluster et l'Observatoire solaire et héliosphérique américain Soho, lancé en 1995 pour suivre à la trace une éjection de masse coronale (CME, pour Coronal Mass Ejection) depuis son départ du Soleil jusqu'à son arrivée dans la banlieue terrestre. Ils ont constaté que le champ magnétique de la CME se modifiait très peu au cours de son trajet.

Enfin Cluster leur a permis d'étudier les déformation de la magnétosphère, dont l'épaisseur est loin d'être la même tout autour de notre planète. Si sa limite supérieure se trouve à plus de 300.000 kilomètres de nous à l'opposé du Soleil, elle descend à 60.000 kilomètres face à notre étoile et à son flux de particules. La magnétosphère a ainsi une allure de comète dans laquelle la mission Cluster a repéré de grandes bousculades dans les lignes de champ magnétiques empruntées par le plasma solaire.

Les quatre mousquetaires chargés de surveiller les soubresauts de notre étoile entament donc une deuxième décennie d'observations. Devant le succès de leur mission, l'Agence Spatiale Européenne a en effet décidé en octobre 2009 de la prolonger jusqu'en décembre 2012.

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