Lorsque le Soleil devient bruyant, le ciel de la Terre s’illumine de magnifiques lumières dansantes.
Autour des pôles, des jets d’aurores colorés dansent et scintillent dans le ciel. Plus près de l’équateur, cependant, une lueur empyrée différente apparaît : le rose mauve rougissant STEVEet sa palissade à rayures vertes qui l’accompagne.
Ce que sont ces lumières et pourquoi elles apparaissent dans notre ciel reste un mystère. Les scientifiques pensaient auparavant que, parce qu’elles ressemblent aux aurores boréales, elles pourraient être liées, mais les mécanismes à l’origine de ce phénomène restent insaisissables.
Aujourd’hui, un nouvel article propose une idée radicale : que STEVE et la palissade ne sont clairement pas des aurores boréales, mais quelque chose d’autre.
Plutôt que d’être produits par des champs magnétiques comme les aurores, explique une équipe dirigée par la physicienne Claire Gasque de l’Université de Californie à Berkeley, STEVE et la palissade sont produits par des champs électriques parallèles aux lignes de champ magnétique, à des latitudes plus basses que les aurores.
Si tel est le cas, cela a de profondes implications pour notre compréhension de l’atmosphère terrestre, de la magnétosphère, de leurs interactions et de leur physique.
« Nous savons depuis quelques années maintenant que le spectre STEVE nous indique qu’il se passe une physique très exotique. Nous ne savions tout simplement pas de quoi il s’agissait. » dit le physicien Brian Harding de l’Université de Berkeley. « L’article de Claire a montré que les champs électriques parallèles sont capables d’expliquer ce spectre exotique. »
Les aurores sont véritablement l’un des plus beaux spectacles que la Terre ait à offrir. Ils ont aussi un explication physique vraiment intéressante. Ils se produisent lorsque des particules provenant du Soleil, telles que celles projetées en rafale dans un vent solaire puissantou crachés lors d’une éruption géante telle qu’une éruption cutanée, sont projetés dans l’espace en direction de la Terre.
Lorsqu’ils heurtent la magnétosphère protectrice de la Terre, la plupart d’entre eux rebondissent à nouveau, mais certains sont capturés, accélérant le long des lignes de champ magnétique vers des latitudes plus élevées, où ils sont projetés dans la haute atmosphère. Là, ils entrent en collision avec des atomes et des molécules atmosphériques, les excitant brièvement et les faisant briller.
Il s’agit de l’aurore, et ses couleurs vont du vert au jaune en passant par le rose, le rouge et le violet, en fonction des atomes qui sont ionisés. Le vert est l’oxygène. Le violet ou le bleu représente l’azote. Rouge sang, ce qui est une des manifestations les plus raresest de l’oxygène, mais il se trouve très haut dans l’atmosphère et ne se produit que lors des événements solaires les plus énergétiques.
Et puis il y a STEVE, dans d’étranges mauves et blancs, parfois accompagnés d’un élément vert rayé connu sous le nom de palissade. STEVE – Forte amélioration de la vitesse d’émission thermique – a été formellement identifié comme un phénomène distinct en 2018, et les scientifiques tentent de le comprendre depuis des années.
« C’est vraiment cool, » Gasque dit. « C’est actuellement l’un des plus grands mystères de la physique spatiale. »
Les scientifiques pensaient que STEVE aurait pu être créé par un flux d’atomes ionisés dans la haute atmosphère qui ne pleuvent pas comme le font les particules aurorales, connu sous le nom de dérive ionique subaurorale ou DIT. On pensait que la palissade était le résultat de particules tombant d’un STEVE.
Mais les scientifiques ne savent pas vraiment comment un SAID – qui n’est généralement pas associé à un STEVE – pourrait produire la lueur STEVE-y. Et Gasque et son équipe ont pensé qu’il pourrait y avoir une autre explication à la palissade.
« Si vous regardez le spectre de la palissade, il est beaucoup plus vert que ce à quoi vous vous attendriez. Et il n’y a aucun bleu provenant de l’ionisation de l’azote », elle explique.
« Ce que cela nous dit, c’est qu’il n’existe qu’une gamme d’énergie spécifique d’électrons qui peuvent créer ces couleurs, et qu’ils ne peuvent pas provenir de l’espace jusqu’à l’atmosphère, car ces particules ont trop d’énergie. »
Au lieu de cela, Gasque et son équipe ont maintenant montré que les particules dans la palissade sont excitées localement par un champ électrique, plutôt que de tomber d’une altitude plus élevée vers une altitude plus basse – ce qui est un mécanisme entièrement différent de celui derrière les aurores.
Et STEVE, suggère leur article, pourrait être produit par un processus similaire.
Il existe un bon moyen de le savoir. Les chercheurs estiment que nous devons lancer une fusée sur STEVE ou sur la palissade pour la tester directement. Cela pourrait être délicat, car les phénomènes sont relativement rares, mais la première cible pourrait être une aurore renforcée – des régions de lumière plus intense qui semblent parfois intégrées dans une aurore. Leurs couleurs sont très similaires aux couleurs de la palissade.
Ces fonctionnalités sont on pense également qu’il est produit par des champs électriques. Et comme les aurores améliorées sont plus courantes que STEVE, elles offrent une opportunité plus accessible.
« Il est juste de dire qu’il y aura de nombreuses études à l’avenir sur la façon dont ces champs électriques sont arrivés là, à quelles ondes ils sont ou non associés, et ce que cela signifie pour le transfert d’énergie plus important entre l’atmosphère terrestre et l’espace. « , » Harding dit. « Nous ne le savons vraiment pas. L’article de Claire est la première étape dans la chaîne de cette compréhension. »
La recherche a été publiée dans Lettres de recherche géophysique.
