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Magnétosphère : des bulles pétillent autour de la Terre

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Nous l'ignorions, mais l'espace pétille au-dessus de nos têtes ! En effet, des travaux parus le 22 mai 2006 dans l'édition en ligne de Physics of Plasmas et relayés aujourd'hui par l'ESA nous apprennent que, à l'interface entre la magnétosphère de la Terre et le vent solaire, des bulles de faible densité apparaissent, grandissent, puis disparaissent !

Vue d'artiste de la magnétosphère (en bleu) sous le flux continu du vent solaire La magnétosphère se comporte comme un bouclier, à la frontière duquel se forme le "bow shock" (Crédits : ESA)

Un bouclier magnétique contre le vent solaire

Le 14 janvier 2005, la sonde Huygens de l'ESA entrait dans l'atmosphère tumultueuse de Titan à la vitesse de 22.000 kilomètres à l'heure. En l'espace de deux minutes, la friction lui avait alors permis de faire décroître sa vélocité jusqu'à 1.400 kilomètres à l'heure. Cette forte friction avait induit la formation d'une onde de choc à l'avant de son bouclier thermique.

A l'instar de Huygens, un choc similaire se forme dans la zone de contact entre le champ magnétique de la Terre et le vent solaire. Au contact de la magnétosphère, les particules bombardées par le Soleil - dont la vitesse initiale avoisine les 400 kilomètres par seconde - se trouvent freinées et sont contraintes de « contourner » notre planète. Certaines d'entre elles parviennent tout de même à franchir le bouclier, et d'autres encore sont réfléchies et renvoyées en direction du Soleil. Le rôle joué par ces dernières est encore mal compris.

Des bulles éphémères

Le 2 mai 2005, les quatre satellites de Cluster ainsi que Double Star se trouvaient en amont de la zone de choc lorsqu'ils observèrent un phénomène singulier. Pendant 15 secondes, ils constatèrent la présence d'une « bulle » dans le vent solaire, une zone de l'espace où la densité chutait rapidement et où la température des gaz était particulièrement élevée. Les satellites avaient alors pu mesurer sa taille : environ 3700 kilomètres.

En se penchant sur les données de 6 orbites décrites par Cluster, l'équipe menée par George Parks, du Space Sciences Laboratory, a détecté la présence d'environ 150 bulles de ce type. La température du gaz mesurée à l'intérieur de ces bulles peut atteindre 10.000.000 de degrés Celsius, et leur taille moyenne a été estimée à 1.000 kilomètres. Selon les chercheurs, ces bulles n'existent probablement que pendant dix secondes, avant « d'exploser » et d'être remplacées par le vent solaire.

Sur la figure en haut à gauche sont représentées les fameuses bulles observées par Cluster et Double Star Les points marrons sont les particules qui remontent le courant du vent solaire (Crédits : ESA)

Quelle source d'énergie permet à ces bulles de se former ? Il demeure difficile de répondre à cette question, mais George Parks pense que les particules allant à contre courant du vent solaire jouent un rôle important dans ce processus. « Pour l'heure, nous nous employons à étudier ces bulles du mieux que nous le pouvons. Ensuite nous essayerons de les simuler par ordinateur », explique Parks.

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