Première détection de pluies d'électrons ultrarapides s’abattant sur la Terre

Une équipe de scientifiques américains a observé un phénomène météorologique spatial inédit : des pluies d’électrons ultrarapides émanant des ceintures de radiations encerclant notre planète.

Des phénomènes d’une ampleur inédite

Les pluies d’électrons ne sont pas une nouveauté, et ne se révèlent pas non plus particulièrement problématiques la plupart du temps. Les électrons et autres particules chargées s’accumulent dans la magnétosphère de la Terre, rebondissant littéralement entre les pôles nord et sud. Le vent et les tempêtes solaires peuvent en arracher certains, les envoyant dans l’atmosphère terrestre où ils peuvent contribuer aux aurores.

Des chercheurs de l’université de Californie ont découvert un nouveau mécanisme à l’origine de pluies d’électrons d’une ampleur sans précédent. Dans ce cas précis, des ondes électromagnétiques « sifflantes » traversent le plasma de la magnétosphère et accélèrent les électrons qu’il contient, entraînant la chute rapide et massive de ces derniers sur l’atmosphère terrestre.

Détaillés dans la revue Nature Communications, ces travaux ont impliqué l’analyse des données collectées par la paire de microsatellites ELFIN, placée en orbite terrestre basse et capable de détecter et mesurer les pluies d’électrons, et du réseau satellitaire THEMIS de la NASA, ayant permis d’établir les niveaux d’ondes sifflantes. La combinaison de ces deux ensembles a révélé un lien clair entre ces dernières et les pluies d’électrons ultrarapides, se révélant logiquement plus fréquentes lors des tempêtes solaires.

Les électrons piégés dans une ceinture de Van Allen (en bleu) sont percutés par des ondes sifflantes (en violet) et s’abattent sur le pôle nord sous forme de pluies massives. Les satellites THEMIS sont visibles près de la ceinture de radiation, tandis que les dispositifs ELFIN se trouvent en orbite terrestre basse — © Zhang et al. / Nature Communications 2022

Une prise en compte indispensable

Selon les chercheurs, il est important que nos modèles prennent en compte de tels phénomènes météorologiques spatiaux, à même de perturber les satellites en orbite basse, endommager les dispositifs embarqués par les vaisseaux spatiaux de passage ou affecter la santé des astronautes.

« Bien que l’on pense généralement que l’espace est séparé de notre haute atmosphère, les deux sont inextricablement liés », rappelle Vassilis Angelopoulos, auteur principal de l’étude. « Comprendre la nature de ces liens s’avère essentiel, à la fois pour les engins en orbite, mais également les humains. »

Par Yann Contegat, le 4 avril 2022