Voyez danser les électrons dans le champ magnétique terrestre !

Voyez danser les électrons dans le champ magnétique terrestre !

 

Grâce aux données recueillies par des satellites, les astrophysiciens ont découvert le drôle de mouvement des électrons piégés à la lisière du champ magnétique terrestre. Un phénomène qui serait général dans le Cosmos.

La mission Magnetospheric Multiscale (MMS) de la NASA, quatre satellites en formation pyramidale voguant autour de nous à une altitude comprise entre 7 500 et 16 000 km, vient de faire une étrange découverte : les électrons piégés dans la magnétosphère terrestre exécutent une chorégraphie inédite !

Cette danse, qu’on pourrait décrire comme « spiraler, rebondir puis s’éjecter » n’était pas connue jusqu’ici, et sa découverte intéresse au plus haut point les astrophysiciens car elle pourrait clarifier certains phénomènes encore mal connus liés aux rayons cosmiques et aux tempêtes solaires.

Quand les lignes de champ se disloquent et se reconnectent

Les résultats des scientifiques responsables de la mission MMS, publiés dans le Journal of Geophysical Research et accompagnés d’une vidéo, éclairent le comportement des électrons pris à la lisière d’un champ magnétique, là où il n’est ni très fort ni très faible (les mesures ont été faites au niveau de la magnétopause).

Normalement, un électron (ou une particule chargée d’un plasma) dans un champ magnétique suit l’une de ses lignes en spiralant autour, et reste confiné dans le champ. Mais quand ce champ est faible, en présence de particules chargées les lignes subissent des distorsions, peuvent se briser et se recombiner entre elles pour former de nouvelles lignes, ce que l’on nomme « reconnexion magnétique« .

Les électrons emportent un peu d’énergie du champ magnétique

Or ce phénomène s’accompagne d’une éjection violente de particules hors du champ magnétique : celles-ci s’envolent en emportant avec elles une part de l’énergie du champ magnétique, transformée en énergie de mouvement (énergie cinétique).

Les scientifiques connaissaient déjà ce phénomène de reconnexion magnétique, qui peut être explosif, mais l’étude de la mission MMS fournit pour la première fois une vue fine et détaillées de sa dynamique, expliquant la manière dont un champ magnétique planétaire ou stellaire peut s’affaiblir (perdre de l’énergie).

Un phénomène présent dans tout le Cosmos

Ainsi, ils ont observé que les électrons suivent une ligne magnétique en spiralant, comme dans le cas d’un champ fort, mais que cette spirale s’élargit de plus en plus tandis que les électrons gagnent de l’énergie et accélèrent. Enfin, quand ils s’échappent, ils peuvent former des jets de très haute vitesse – qui à l’échelle de la Planète perturbent voire détruisent les satellites circumterrestres.

Dans tous les cas, la découverte de cette danse des électrons devrait permettre d’affiner les modèles astrophysiques décrivant les tempêtes solaires et d’autres phénomènes cataclysmiques lié à l’éjection de matière.

 

Roman Ikonicoff

Source : science&vie.com

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