Les aurores boréales apparaissent près des pôles lorsque la matière du Soleil interagit avec le champ magnétique terrestre. Cluster a confirmé que les interactions avec la magnétosphère de la Terre provoquent des flux de gaz se déplaçant à plus de 300 km / seconde (186 miles / seconde) dans l'atmosphère, générant le spectacle lumineux que nous voyons.
La mission Cluster de l'ESA a établi que les flux de gaz électrifiés à grande vitesse, connus sous le nom de flux en vrac explosifs, dans le champ magnétique de la Terre sont les porteurs de quantités décisives de masse, d'énergie et de perturbation magnétique vers la Terre pendant les sous-orages magnétiques. Lorsque des sous-orages se produisent, des particules énergétiques frappent notre atmosphère, faisant briller les aurores.
Ces aurores colorées éclairent régulièrement les latitudes plus élevées de l'hémisphère nord et sud. Ils sont principalement causés par des électrons énergétiques descendant en spirale le long des lignes du champ magnétique terrestre et entrant en collision avec des atomes atmosphériques à environ 100 kilomètres d'altitude. Ces électrons proviennent de la magnétotail, une région de l'espace du côté nuit de la Terre où le vent de particules du Soleil pousse le champ magnétique terrestre dans une longue queue.
Au centre de la queue se trouve une région plus dense connue sous le nom de feuille de plasmas. Les changements violents de la feuille de plasmas sont connus sous le nom de sous-orages magnétiques. Ils durent jusqu'à quelques heures et lancent en quelque sorte des électrons et d'autres particules chargées vers la terre. Outre le magnifique spectacle lumineux, les sous-orages excitent également l'ionosphère terrestre, perturbant la réception des signaux GPS et les communications entre la Terre et les satellites en orbite.
Un problème clé à propos des sous-orages a été de déterminer comment ils jettent des matériaux vers la terre. Les «Bursty Bulk Flows» (BBF), des flux de gaz qui circulent à plus de 300 kilomètres par seconde à travers la feuille de plasmas, ont été découverts dans les années 80 et sont devenus un mécanisme candidat.
Les observations ont suggéré que les BBF étaient relativement petits et ne duraient généralement que 10 minutes, ce qui jette un doute sur la capacité des BBF à jouer un rôle majeur dans le phénomène de la sous-tempête magnétique. Il y avait également un doute quant à savoir si des BBF avaient eu lieu pour toutes les sous-tempêtes.
Maintenant, ces doutes sont remis en question par une étude statistique des BBF et des sous-tempêtes magnétiques par le Dr Jinbin Cao, Key Laboratory of Space Weather, CSSAR, Beijing, Chine, en collaboration avec des collègues américains et européens.
En utilisant les observations de la feuille de plasmas centrale collectée par trois satellites de la mission Cluster de l'ESA en juillet-octobre 2001 et 2002, Cao et ses collègues ont trouvé 67 sous-orages et 209 BBF. Lorsqu'ils ont utilisé les observations d'un seul vaisseau spatial, ils ont constaté que 78% des sous-orages sont accompagnés d'au moins un BBF. Cependant, par des observations combinées de trois des quatre vaisseaux spatiaux du Cluster, ils ont découvert que 95,5% des sous-orages sont accompagnés de BBF. «Pour la première fois, il semble possible que toutes les sous-tempêtes soient accompagnées de BBF», explique Cao.
Un autre résultat clé de ce travail est que la durée moyenne du BBF est plus longue que ce qui avait été estimé précédemment. Des observations par satellite unique ont confirmé les résultats antérieurs selon lesquels la durée du BBF était d'environ 10 minutes.
Cependant, en combinant les données de trois des vaisseaux spatiaux du Cluster, les observations révèlent une durée moyenne presque deux fois plus longue: 18 minutes et 25 secondes. Encore une fois, les multiples données de vaisseaux spatiaux offertes par Cluster ont révélé plus sur l'environnement magnétique de la Terre que les données collectées par un seul vaisseau spatial.
«Ces nouveaux résultats de la mission Cluster montrent clairement que les observations multipoints sont la clé pour comprendre le phénomène de la sous-tempête magnétique», explique Philippe Escoubet, scientifique du projet Cluster et Double Star de l'Agence spatiale européenne.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
