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Les aurores polaires sont des phénomènes optiques atmosphériques faisant partie des plus beaux spectacles que puisse offrir la Terre. Elles se produisent lorsque le vent solaire interagit avec la magnétosphère terrestre, et que des particules chargées s’immiscent entre les lignes ouvertes du champ géomagnétique. Dans l’hémisphère nord, elles prennent le nom d’aurores boréales, et dans l’hémisphère sud, d’aurores australes. Outre une différence sémantique, il existe également une différence géophysique entre les deux types d’aurores. Quelle est l’origine de cette différence ?

Depuis que les scientifiques ont réalisé que ces deux phénomènes célestes ne sont pas identiques, ils ont essayé de comprendre pourquoi. Les géophysiciens ont fini par découvrir que cela provenait de l’asymétrie dans la queue magnétique de la magnétosphère terrestre.

« Nous pensions initialement que l’asymétrie dans le système émergeait dans la magnétosphère par un mécanisme appelé reconnexion de la queue. Cependant, les données recueillies ont montré que ce n’était en réalité pas le cas », explique Anders Ohma, géophysicien à l’Université de Bergen en Norvège.

Les interactions entre le vent solaire et la queue magnétosphérique terrestre

Tout se résume à la queue magnétique de la Terre (ou magnétoqueue), qui est créée par les interactions entre notre planète et le Soleil. Ces interactions commencent avec le champ magnétique terrestre, qui provient des phénomènes de convections du noyau de la Terre. Les champs magnétiques créent des lignes de champ magnétique invisibles formant un arc entre les pôles Nord et Sud, qui peuvent régir le comportement des matériaux qui les entourent.

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queue magnetique

Schéma indiquant l’emplacement et la forme de la magnétoqueue terrestre (encadrée en rouge). Crédits : NASA

Mais le champ magnétique de la Terre n’est pas le seul à exister, le Soleil en a également un, ce qui affecte le flux constant de particules de plasma hautement chargées qui s’écoulent dans toutes les directions. Le champ magnétique intégré dans ce flux, appelé vent solaire, interfère avec celui que la Terre génère, l’écrasant du côté éclairé de la Terre face au Soleil et l’étirant du côté de la nuit, opposé au soleil, en une forme de queue.

Les lignes de champ magnétique traversent le champ déformé, et elles ne sont pas fixes ; elles se cassent et se reforment lors d’événements chaotiques appelés reconnexions. Les géophysiciens pensaient initialement que ce phénomène de reconnexion dans la queue magnétique était la source de la différence entre aurores australes et boréales.

Sur le même sujet : Comment se forment les aurores polaires ?

L’asymétrie entre champ magnétique du vent solaire et champ géomagnétique

Les chercheurs ont recueilli simultanément des observations infrarouges lointains des phénomènes auroraux et ont en recherché les similitudes. Ensuite, ils ont ajouté des données sur les reconnexions dans la queue magnétique de la Terre. Mais lorsqu’ils ont comparé les deux ensembles de mesures, ils ont vu exactement le contraire de ce qu’ils s’attendaient à voir : les reconnexions magnétiques ne provoquaient pas d’asymétrie, au contraire, elles rapprochaient les aurores.

Des recherches ultérieures ont montré que le champ magnétique du vent solaire ne s’alignait pas toujours précisément avec celui de la Terre. Lorsqu’il est asymétrique, il introduit une asymétrie entre les pôles Nord et Sud dans le champ magnétique terrestre — et ce mécanisme, à son tour, provoque les différences physiques entre aurores australes et boréales.

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