La NASA dévoile enfin le mystère des «colliers de perles» Aurora et comment ils se forment sur Terre et ailleurs

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Ils n'avaient jamais eu la puissance de calcul pour le comprendre auparavant. Mais maintenant, une mission de la NASA a débloqué des réponses autour du phénomène des aurores spatiales et de la façon dont elles se forment à travers la galaxie.

Perles aurorales vues de la Station spatiale internationale - SWNS

Un type spécial d'aurore, drapé d'est en ouest dans le ciel nocturne, comme un collier de perles brillant, aide les chercheurs à mieux comprendre la science des aurores et de leurs puissants conducteurs dans l'espace.

Connues sous le nom de perles aurorales, ces lumières apparaissent souvent juste avant les grands affichages auroraux, qui sont causés par des orages électriques dans l'espace appelés sous-tempêtes.



Ce sont des phénomènes atmosphériques constitués de bandes de lumière provoquées par des particules solaires chargées suivant les lignes de force magnétiques de la Terre.

Si une planète a une atmosphère et un champ magnétique, il y a généralement une aurore.

Auparavant, les scientifiques ne savaient pas si les perles aurorales étaient en quelque sorte connectées à d'autres affichages auroraux en tant que phénomène dans l'espace qui précède les sous-tempêtes, ou si elles étaient causées par des perturbations plus proches de l'atmosphère terrestre.

Mais de nouveaux modèles informatiques puissants combinés aux observations de la mission THEMIS de la NASA (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) ont fourni la première preuve solide des événements dans l'espace qui ont conduit à l'apparition de ces perles et ont démontré le rôle important qu'elles jouent dans l'environnement spatial autour de la Terre.

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En fournissant une image plus large que celle des trois satellites THEMIS ou des observations au sol seules, les nouveaux modèles ont montré que les perles aurorales sont causées par la turbulence dans le plasma - un quatrième état de la matière, composé de particules chargées gazeuses et hautement conductrices. —La Terre qui entoure.

Les résultats aideront en fin de compte les scientifiques à mieux comprendre la gamme complète des structures tourbillonnantes observées dans les aurores et à apprendre comment mieux protéger les satellites en orbite autour de notre planète. (REGARDEZune vidéo de la NASA sur les perles ci-dessous…)

«Nous savons maintenant avec certitude que la formation de ces perles fait partie d'un processus qui précède le déclenchement d'une sous-tempête dans l'espace… une nouvelle pièce importante du puzzle», a déclaré le professeur Vassilis Angelopoulos, chercheur principal de THEMIS à l'Université de Californie. , Los Angeles.

Les aurores sont créées lorsque des particules chargées du Soleil sont piégées dans l'environnement magnétique terrestre - la magnétosphère - et sont canalisées dans la haute atmosphère de la Terre, où les collisions produisent la lueur dans les atomes et molécules d'hydrogène, d'oxygène et d'azote.

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En modélisant l'environnement proche de la Terre à des échelles allant de dizaines de miles à 1,2 million de miles, les scientifiques de THEMIS ont pu déterminer les détails de la formation des perles aurorales.

Le Dr Evgeny Panov, auteur principal de l'un des nouveaux articles et scientifique THEMIS à l'Institut de recherche spatiale de l'Académie autrichienne des sciences, a déclaré: «Les observations de THEMIS ont maintenant révélé des turbulences dans l'espace qui provoquent des flux vus éclairant le ciel comme de simples perles. dans le collier auroral brillant.

«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 théoriquement peuvent se développer en sous-formes aurorales à grande échelle.

Alors que les nuages ​​de plasma diffusés par le Soleil traversent la Terre, leur interaction avec le champ magnétique terrestre crée des bulles de plasma flottantes derrière la Terre.

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Comme une lampe à lave, les déséquilibres de la flottabilité entre les bulles et le plasma plus lourd dans la magnétosphère créent des doigts de plasma de 2500 miles de large qui s'étendent vers la Terre, ont déclaré des scientifiques.

Les signatures de ces doigts créent la structure en forme de perles distincte dans l'aurore, disent les experts.

«Nous ne sommes que récemment arrivés au point où la puissance de calcul est assez bonne pour capturer la physique de base de ces systèmes», a déclaré le Dr David Sibeck, scientifique du projet THEMIS au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland.

Cela nécessite des algorithmes très sophistiqués et de très gros supercalculateurs.

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Maintenant que les scientifiques comprennent que les perles aurorales précèdent les sous-tempêtes, ils veulent savoir comment, pourquoi et quand les perles pourraient déclencher une véritable sous-tempête, ont déclaré les chercheurs.

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-tempêtes et des aurores à grande échelle qui remplissent le ciel nocturne, ont déclaré des experts.

Depuis son lancement en 2007, THEMIS effectue des mesures détaillées lors de son passage dans la magnétosphère afin de comprendre les causes des sous-tempêtes qui conduisent aux aurores.

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Dans sa mission principale, THEMIS a pu montrer que la reconnexion magnétique est l'un des principaux moteurs des sous-tempêtes. Les nouveaux résultats soulignent l'importance des structures et des phénomènes à plus petite échelle - ces centaines et milliers de kilomètres de diamètre par rapport à ceux s'étendant sur des millions de kilomètres.

Après le succès initial des nouveaux modèles informatiques, les scientifiques de THEMIS sont impatients de les appliquer à d'autres phénomènes auroraux inexpliqués, ont-ils ajouté.

(Les résultats ont été publiés dans les revues Geophysical Research Letters et Journal of Geophysical Research: Space Physics.)

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