Aurores polaires, somptueuses manifestations de l'activité solaire
Publié par Isabelle le 29/04/2013 à 12:00
Source et Illustration: ESA
Cette splendide aurore boréale illumine le ciel, sublimant le paysage enneigé des environs de Tromsø, en Norvège.


Aurore boréale en Norvège

La nuit se pare de ces fabuleux voiles colorés lorsque des particules chargées, éjectées par le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...) et transportées par le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le...), s'engouffrent dans les lignes du champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...) et entrent en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) avec des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est...) de la haute atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Si ces particules rencontrent des atomes d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), l'aurore est en général de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s)...) verte, comme celle photographiée près de Tromsø.

Le lien entre les aurores et l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) solaire a été établi il y a plusieurs siècles, mais il a fallu attendre l'apparition des satellites (Satellite peut faire référence à :) pour que les scientifiques puissent commencer à déchiffrer les mécanismes physiques qui sont à l'origine de ces phénomènes spectaculaires.

Pour mieux comprendre comment le Soleil interagit avec notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...), l'ESA a lancé la mission Cluster, constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une...) de quatre satellites qui volent en formation à travers l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...) magnétique de la Terre.

Une étude récente a utilisé des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) recueillies par Cluster pour analyser ce que l'on appelle les "sous-orages". Ces phénomènes magnétiques violents sont provoqués par des variations du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) de particules chargées qui sont charriées par le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à...) solaire et entrent en collision avec le bouclier ("Le Bouclier" était une association créée par Bernard Valadon pour lutter contre la pédocriminalité sur internet. Le site web www.bouclier.org, aujourd'hui disparu, était au centre du...) magnétique de la Terre, la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou organisés par son champ magnétique.).

Pendant les sous-orages, la queue de la magnétosphère est comprimée et éjecte de puissants flux de plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne s'effondrent...) à haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Ces flux sont propulsés en direction de notre planète à une vitesse (On distingue :) qui peut atteindre quelques milliers de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La...), ce qui permet aux particules de plasma de s'infiltrer dans la couche supérieure de l'atmosphère terrestre et de générer ainsi des aurores polaires.

Ces flux rapides de plasma, plus connus sous le nom de "BBF" (pour "bursty bulk (Bulk est un mot anglais signifiant volume. Dans l'industrie informatique ce terme caractérise un produit livré en quantité, de façon minimaliste (parfois sans accessoires) et sans emballage unitaire. C'est le...) flows"), durent en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans...) entre 10 et 20 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est...) seulement. L'étude révèle que malgré leur courte durée, les BBF peuvent transporter une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) d'énergie beaucoup plus importante que ce que les scientifiques avaient supposé jusqu'à présent: ils représenteraient environ un tiers de l'énergie totale transmise à la Terre au cours d'une aurore polaire (Une aurore polaire (également appelée aurore boréale dans l'hémisphère nord et aurore australe dans l'hémisphère sud) est un phénomène lumineux caractérisé par des sortes de voiles extrêmement colorés dans le ciel nocturne.).

Les études précédentes avaient conduit les chercheurs à penser que les BBF ne contribuaient que de manière marginale (à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) d'environ 5 % seulement) au transfert d'énergie observé durant un sous-orage.

Les résultats de la nouvelle étude suggèrent que l'importance de phénomènes majeurs, tels que les flux rapides de plasma, avait été sous-estimée. Ces découvertes pourraient ouvrir de nouveaux horizons (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres domaines :) aux chercheurs qui étudient l'influence de la météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils...) de l'espace sur notre planète.

La mission Swarm (SWARM (Essaim en anglais) est une constellation de 3 micro-satellites scientifiques de l'Agence spatiale européenne dont la mission est de mesurer le champ magnétique terrestre. Les satellites, développés par Astrium, doivent...) de l'ESA, dont le lancement est prévu pour juin 2013, devrait nous permettre d'approfondir notre compréhension de la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...) du champ magnétique terrestre (La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe – composé essentiellement de fer et de nickel en fusion conducteurs – qui...) et de ses interactions avec le Soleil.

Pour plus d'information voir "Cluster finds source of aurora energy boost (Boost est un ensemble de bibliothèques logicielles écrit en C++, et délivré sous licence libre. L'écriture de ce module est soumise à un comité de lecture. La plupart du code...)" http://sci.esa.int/science-e/www/object ... ctid=51651
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