Cassini montre l'ubiquité des nano poussières interplanétaires

Publié par Adrien le 13/04/2015 à 00:00
Source: Observatoire de Paris
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Une équipe internationale, menée par des chercheurs de l'Observatoire de Paris, a mesuré pour la première fois la distribution de nanoparticules dans le milieu interplanétaire entre la Terre et Jupiter. Ce résultat confirme leur origine près du Soleil et leur éjection vers l'extérieur à plusieurs centaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...), comme prédit par les modèles de dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...).

Les nanoparticules sont intermédiaires entre les ions moléculaires et les grains de poussière. Elles ont été découvertes dans le vent solaire à 1 Unité Astronomique (L’unité astronomique (symbole ua) correspond approximativement à la longueur du demi-grand...) (1 AU représente la distance entre la Terre et le Soleil) du Soleil par les sondes STEREO en 2009. Leur petite taille leur confère des propriétés singulières. Comme une proportion importante de leurs atomes est située à leur surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), elles interagissent de façon privilégiée avec le milieu ambiant. Et leur charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) est suffisamment grande pour que leur mouvement soit gouverné par les forces électromagnétiques, ce qui permet leur accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) par le vent solaire magnétisé jusqu'à presque 400 km/s.Lorsqu'une de ces nanoparticules rencontre un obstacle comme une sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour...), l'impact produit un micro-cratère dont la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) se vaporise et s'ionise, créant un nuage de plasma en expansion (Figure 1).


Figure 1. Principe de la détection de poussières rapides par un instrument radio à bord d'une sonde spatiale (crédit: Meyer-Vernet et al. 2010, DOI: 10.1063/1.3395912)

Ces charges électriques produisent un signal qui peut être détecté par un récepteur radio connecté à des antennes électriques (Figure 2).


Figure 2. . Impulsions de champ électrique mesurées par une antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de...) électrique de l'instrument RPWS sur la sonde Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le...) à environ 1.5 Unités Astronomiques du soleil (crédit: Schippers et al 2015, ApJ sous presse)

L'analyse des spectres de puissance des signaux mesurés à différentes distances du Soleil a permis de déterminer la décroissance du flux de nano poussières avec la distance au Soleil (Figure 3).


Figure 3. Flux de nano poussières mesuré par l'instrument RPWS/HFR à bord de la sonde Cassini entre les orbites de la Terre et de Jupiter. Pour comparaison, les symboles en couleur vers 5 UA représentent des mesures faites précédemment près de Jupiter (crédit: Schippers et al 2015, ApJ sous presse)

Ce flux est en accord avec une production de nano poussières près du Soleil et une accélération par le champ électrique de convection du vent solaire magnétisé jusqu'à des vitesses d'environ 400 km/s, comme prédit par les modèles de dynamique. Il dépasse de plusieurs ordres de grandeur le flux de nano poussières éjectées par la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) Jupiter dès qu'on s'en éloigne suffisamment.
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