Les mystères des aurores boréales dévoilés grâce à la mission THEMIS de la NASA 18 août 2020 Emmanuel FacebookTwitterTumblrTelegramWhatsAppPinterestVKEmailPartager Les mystères des aurores boréales dévoilés grâce à la mission THEMIS de la NASA

Les mystères des aurores boréales dévoilés grâce à la mission THEMIS de la NASA 18 août 2020

Un type spécial d’aurore, drapée d’est en ouest dans le ciel nocturne comme un collier de perles lumineuses, aide les scientifiques à mieux comprendre la science des aurores et leurs puissants catalyseurs dans l’espace. Connues sous le nom de perles aurorales, ces lumières apparaissent souvent juste avant les grandes aurores, qui sont causées par des orages électriques dans l’espace appelés sous-orages. Auparavant, les scientifiques ne savaient pas si les perles aurorales étaient liées d’une manière ou d’une autre à d’autres phénomènes auroraux dans l’espace qui précédaient les sous-orages, ou si elles étaient causées par des perturbations plus proches de l’atmosphère terrestre.

Mais de nouveaux modèles informatiques puissants, combinés aux observations de l’historique des événements et des interactions macroscopiques de la NASA pendant la mission Substorms-THEMIS, ont fourni les premières preuves solides des événements dans l’espace qui ont conduit à l’apparition de ces perles, et ont démontré le rôle important qu’elles jouent dans notre environnement spatial proche.

« Maintenant, nous savons avec certitude que la formation de ces perles fait partie d’un processus qui précède le déclenchement d’une sous-orage dans l’espace », a déclaré Vassilis Angelopoulos, chercheur principal de THEMIS à l’Université de Californie, Los Angeles. « C’est une nouvelle pièce importante du puzzle ».

En fournissant une image plus large que celle que l’on peut voir avec les trois vaisseaux spatiaux THEMIS ou les seules observations au sol, les nouveaux modèles ont montré que les perles aurorales sont causées par des turbulences dans le plasma – un quatrième état de la matière, composé de particules gazeuses et chargées hautement conductrices – entourant la Terre. Les résultats, récemment publiés dans les revues Geophysical Research Letters et Journal of Geophysical Research : Space Physics, aideront à terme les scientifiques à mieux comprendre toute la gamme des structures tourbillonnantes observées dans les aurores.

« Les observations de THEMIS ont maintenant révélé des turbulences dans l’espace qui provoquent des écoulements vus illuminant le ciel comme des perles uniques dans le collier auroral rougeoyant », a déclaré Evgeny Panov, auteur principal d’un des nouveaux articles et scientifique de THEMIS à l’Institut de recherche spatiale de l’Académie autrichienne des sciences. « Ces turbulences dans l’espace sont initialement causées par des électrons plus légers et plus agiles, se déplaçant avec le poids de particules 2000 fois plus lourdes, et qui peuvent théoriquement se développer en sous-orages auroraux à grande échelle ».

Mystères de la formation des perles aurorales

Les aurores sont créées lorsque des particules chargées provenant du Soleil sont piégées dans l’environnement magnétique de la Terre – la magnétosphère – et sont canalisées dans la haute atmosphère terrestre, où les collisions font briller les atomes et les molécules d’hydrogène, d’oxygène et d’azote. En modélisant l’environnement proche de la Terre sur des échelles allant de quelques dizaines de kilomètres à 1,2 million de kilomètres, les scientifiques de THEMIS ont pu montrer les détails de la formation des perles aurorales.

Lorsque les nuages de plasma érodés par le Soleil passent devant la Terre, leur interaction avec le champ magnétique terrestre crée des bulles de plasma flottantes derrière la Terre. Comme pour une lampe à lave, les déséquilibres de la flottabilité entre les bulles et le plasma plus lourd de la magnétosphère créent des doigts de plasma de 4 000 km de large qui s’étendent vers la Terre. Les signatures de ces doigts créent la structure distincte en forme de perle dans l’aurore.

« On s’est rendu compte que, tout compte fait, ces événements transitoires relativement peu nombreux qui se produisent autour de la magnétosphère sont d’une certaine manière importants », a déclaré David Sibeck, scientifique du projet THEMIS au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Nous ne sommes arrivés que récemment au point où la puissance de calcul est suffisamment bonne pour saisir la physique fondamentale de ces systèmes ».

Maintenant que les scientifiques comprennent que les perles aurorales précèdent les sous-orages, ils veulent comprendre comment, pourquoi et quand les perles pourraient déclencher un sous-orage à part entière. Au moins en théorie, les doigts peuvent enchevêtrer les lignes de champ magnétique et provoquer un événement explosif connu sous le nom de reconnexion magnétique, qui est bien connu pour créer des sous-orages et des aurores à grande échelle qui remplissent le ciel nocturne.

De nouveaux modèles ouvrent de nouvelles portes

Depuis son lancement en 2007, THEMIS a pris des mesures détaillées lors de son passage dans la magnétosphère afin de comprendre les causes des sous-orages qui conduisent aux aurores. Dans sa mission première, THEMIS a pu montrer que la reconnexion magnétique est un des principaux moteurs des sous-orages. Les nouveaux résultats mettent en évidence l’importance des structures et des phénomènes à plus petite échelle – des centaines et des milliers de kilomètres de diamètre par rapport à ceux qui s’étendent sur des millions de kilomètres.

« Pour comprendre ces caractéristiques des aurores boréales, il faut vraiment résoudre à la fois des problèmes à l’échelle mondiale et à des échelles locales plus petites. C’est pourquoi c’était si difficile jusqu’à présent », a déclaré Slava Merkin, co-auteur de l’un des nouveaux articles et scientifique du Center for Geospace Storms de la NASA, dont le siège se trouve au laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland. « Cela nécessite des algorithmes très sophistiqués et de très gros supercalculateurs. »

Les nouvelles simulations informatiques correspondent presque parfaitement à THEMIS et aux observations au sol. Après le succès initial des nouveaux modèles informatiques, les scientifiques de THEMIS sont impatients de les appliquer à d’autres phénomènes auroraux inexpliqués. Les modèles informatiques sont essentiels, en particulier pour expliquer les structures à petite échelle, car ils peuvent aider à interpréter ce qui se passe entre les espaces où passent les trois engins spatiaux THEMIS.

« Il y a beaucoup de structures très dynamiques, à très petite échelle, que les gens voient dans les aurores et qui sont difficiles à relier à l’image plus large dans l’espace car elles se produisent très rapidement et à très petite échelle », a déclaré Kareem Sorathia, auteur principal de l’un des nouveaux articles et scientifique au Center for Geospace Storms de la NASA, dont le siège se trouve au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. « Maintenant que nous pouvons utiliser des modèles globaux pour les caractériser et les étudier, cela ouvre de nombreuses nouvelles portes ».

Sources: Phys.org, le 15 août 2020 – Traduction par Nouvelordremondial

En savoir plus sur Vincent Deroy

Depuis août 2012, je fouille sur le web à la recherche des cas paranormaux les plus étranges pour le site www.paranormalqc.com dont je suis le Rédacteur en chef. Handicapé de naissance, j'ai aussi été secrétaire-trésorier du musée de mon village pendant 6 ans et demi.

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