De temps en temps, une impulsion soudaine d'énergie dans la magnétosphère terrestre se détache. Qu'est-ce qu'une sous-tempête géomagnétique et que fait-elle?
Bien que nous les connaissions depuis des années, le processus exact derrière une sous-tempête géomagnétique est un mystère… qui est résolu avec des données de missions comme l'engin spatial Cluster de l'ESA. La Terre est continuellement baignée dans des couches d'électrons et de protons entrants - le produit d'un Soleil actif. Ces particules hautement énergétiques sont simplement une partie des vents solaires provenant des trous coronaux et même des explosions puissantes d'événements tels que les éjections de masse coronale. Pour la plupart, nous sommes protégés par la magnétosphère - mais parfois un tout petit peu s'échappe et s'accumule dans la magnéto-queue - stocké comme une charge de batterie. À un moment donné, il est libéré ... et quand il le fait, il réorganise nos lignes de champ magnétique. L'énergie se conduit alors le long de ces lignes comme un filament dans une ampoule. Quand les watts ont frappé le ventilateur? Wow… Nous avons des aurores polaires!
Ce n'est pas un nouveau concept, mais il n'y a jamais eu de compréhension claire de l'origine de ces tempêtes géomagnétiques. Proviennent-ils d'une coupure soudaine de courant électrique à environ 64 000 km de la planète? Ou sont-ils créés par un processus appelé reconnexion magnétique qui se produit beaucoup plus bas sur la magnéto-queue, à une distance d'environ 125 000 à 200 000 km? Si vous vous souvenez de notre étude récente des ondes d'Alfven, vous connaissez les points de consensus actuels vers la théorie de la reconnexion. Mais il n'y a qu'un seul problème. Les vagues d'Alfven sont des mouvements lents, se déplaçant à une vitesse de reconnexion d'environ 250 secondes. Ce que nous voyons est un événement qui se produit environ 60 secondes après la reconnexion… et la naissance d'un nouveau mouvement. L'onde cinétique d'Alfven (KAW).
"Nous avons exécuté un système très simple et simulé comment l'événement de reconnexion a libéré de l'énergie dans la feuille de plasma de particules chargées", a déclaré Shay. «Nous recherchions un mécanisme plus rapide pour propager le signal de l'explosion que les ondes Alfven qui étaient déjà largement reconnues.»
Contrairement à son prédécesseur, qui motive à la fois les ions et les électrons, le KAW excite uniquement l'électron, le faisant passer à travers le plasma à deux fois la vitesse. Grâce à des simulations, il a été prouvé que l'onde cinétique d'Alfven pouvait être engendrée par la reconnexion, s'éloigner de l'explosion et activer l'aurore. Les données ont été renvoyées par le magnétomètre Fluxgate (FGM) et l'instrument Electric Fields and Waves (EFW) et trouvées par Jonathan Eastwood, chercheur au Blackett Laboratory, Imperial College London.
"J'ai trouvé 18 événements qui se sont produits au moment où les quatre engins spatiaux volaient à travers la région de la queue", a déclaré le Dr Eastwood. "Le signal rapide prédit par Michael Shay est apparu dans les données du Cluster, soutenant la théorie selon laquelle les ondes cinétiques d'Alfven générées par la reconnexion alimentaient rapidement les aurores."
"C'est un peu comme ce qui se passe dans un orage", a-t-il ajouté. "Le flash éclair se déplace en premier, suivi quelque temps plus tard par les ondes sonores plus lentes du coup de tonnerre."
Imaginez ça… Venant d'une sous-tempête!
Source de l'histoire originale: ESA Science and Technology News. Pour en savoir plus: Propagation super-alfvenique des signatures de reconnexion de sous-tempête et flux de poynting.
