Le quatuor d'observateurs de la météorologie spatiale, Cluster, a découvert des tourbillons de matière solaire éjectée au-dessus de la Terre. Les gaz surchauffés piégés dans ces structures se frayent probablement un chemin dans la «bulle magnétique» de la Terre, la magnétosphère. Cette découverte résout peut-être un mystère de 17 ans sur la façon dont la magnétosphère est constamment remplie de gaz électrifiés alors qu'elle devrait agir comme une barrière.
Le champ magnétique terrestre est la première ligne de défense de notre planète contre le bombardement du vent solaire. Le vent solaire lui-même est lancé du Soleil et transporte le champ magnétique du Soleil dans tout le système solaire. Parfois, ce champ magnétique est aligné avec la Terre et parfois il pointe dans la direction opposée.
Lorsque les deux champs pointent dans des directions opposées, les scientifiques comprennent comment? Des portes? dans le champ de la Terre peut s'ouvrir. Ce phénomène, appelé «reconnexion magnétique», permet au vent solaire de circuler et de s'accumuler dans le réservoir connu sous le nom de couche limite. Au contraire, lorsque les champs sont alignés, ils doivent présenter une barrière impénétrable au flux. Cependant, les mesures spatiales de la couche limite, remontant à 1987, présentent un casse-tête car elles montrent clairement que la couche limite est plus pleine lorsque les champs sont alignés que lorsqu'ils ne le sont pas. Alors, comment le vent solaire entre-t-il?
Grâce aux données des quatre vaisseaux spatiaux volant en formation de la mission Cluster de l'ESA, les scientifiques ont fait une percée. Le 20 novembre 2001, la flottille Cluster se dirigeait de derrière la Terre et venait d'arriver au crépuscule de la planète, où le vent solaire glisse devant la magnétosphère terrestre. Là, il a commencé à rencontrer de gigantesques tourbillons de gaz à la magnétopause, le «bord» extérieur. de la magnétosphère.
"Ces tourbillons étaient des structures vraiment énormes, environ six rayons terrestres à travers," dit Hiroshi Hasegawa, Dartmouth College, New Hampshire, qui a analysé les données avec l'aide d'une équipe internationale de collègues. Leurs résultats placent la taille des tourbillons à près de 40 000 kilomètres chacun, et c'est la première fois que de telles structures sont détectées.
Ces tourbillons sont connus comme des produits des instabilités Kelvin-Helmholtz (KHI). Ils peuvent se produire lorsque deux flux adjacents se déplacent à des vitesses différentes, de sorte que l'un glisse devant l'autre. De bons exemples de telles instabilités sont les vagues fouettées par le vent qui glisse à la surface de l'océan. Bien que des ondes KHI aient été observées auparavant, c'est la première fois que des tourbillons sont réellement détectés.
Quand une onde KHI s'enroule dans un vortex, elle devient connue comme un "œil de Kelvin Cat". Les données collectées par Cluster ont montré des variations de densité du gaz électrifié, juste à la magnétopause, exactement comme celles attendues lors d'un voyage à travers un «œil de chat Kelvin».
Les scientifiques avaient émis l'hypothèse que, si ces structures devaient se former à la magnétopause, elles pourraient être capables de tirer de grandes quantités de vent solaire à l'intérieur de la couche limite lors de leur effondrement. Une fois que les particules du vent solaire sont transportées dans la partie intérieure de la magnétosphère, elles peuvent être fortement excitées, ce qui leur permet de pénétrer dans l'atmosphère terrestre et de donner naissance aux aurores.
La découverte de Cluster renforce ce scénario mais ne montre pas le mécanisme précis par lequel le gaz est transporté dans la bulle magnétique terrestre. Ainsi, les scientifiques ne savent toujours pas si c'est le seul processus pour remplir la couche limite lorsque les champs magnétiques sont alignés. Pour ces mesures, selon Hasegawa, les scientifiques devront attendre une future génération de satellites magnétosphériques.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
