Un ingrédient essentiel pour les aurores boréales existe beaucoup furthermore haut dans l’espace qu’on ne le pensait auparavant, selon une nouvelle recherche dans la revue Scientific Reviews. Les écrans lumineux éblouissants dans le ciel nocturne polaire nécessitent un accélérateur électrique pour propulser les particules chargées dans l’atmosphère. Des scientifiques de l’Université de Nagoya et des collègues au Japon, à Taiwan et aux États-Unis ont découvert qu’il existe au-delà de 30 000 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre – offrant un aperçu non seulement de la Terre, mais également d’autres planètes.



L’histoire de la formation des aurores boréales begin avec le plasma supersonique propulsé du Soleil dans l’espace sous forme de particules chargées à grande vitesse. Lorsque ces particules chargées se rapprochent de la Terre, elles sont déviées et canalisées dans des courants le lengthy des lignes de champ magnétique de la planète, pour finir par s’écouler vers les pôles.

« La plupart des électrons de la magnétosphère n’atteignent pas la partie de la haute atmosphère appelée ionosphère, vehicle ils sont repoussés par le champ magnétique terrestre », explique Shun Imajo de l’Institut de recherche environnementale espace-terre de l’Université de Nagoya, premier auteur de l’étude.



Mais certaines particules reçoivent un regain d’énergie, les accélérant dans la haute atmosphère terrestre où elles entrent en collision avec des atomes d’oxygène et d’azote et les excitent à une altitude d’environ 100 kilomètres. Lorsque ces atomes se détendent de leur état d’excitation, ils émettent les lumières aurorales. Pourtant, de nombreux détails sur ce processus restent un mystère.

« Nous ne connaissons pas tous les détails sur la façon dont le champ électrique qui accélère les électrons dans l’ionosphère est généré ou même sur sa hauteur au-dessus de la Terre », dit Imajo.

Les scientifiques avaient supposé que l’accélération des électrons se produisait à des altitudes entre 1 000 et 20 000 kilomètres au-dessus de la Terre. Cette nouvelle recherche a révélé que la région d’accélération s’étend au-delà de 30 000 kilomètres.

« Notre étude montre que le champ électrique qui accélère les particules aurorales peut exister à n’importe quelle hauteur le lengthy d’une ligne de champ magnétique et ne se limite pas à la région de transition entre l’ionosphère et la magnétosphère à plusieurs milliers de kilomètres », explique Imajo. « Cela suggère que des mécanismes magnétosphériques inconnus sont en jeu. »

L’équipe est parvenue à cette découverte en examinant les données des imageurs au sol aux États-Unis et au Canada et du détecteur d’électrons sur Arase, un satellite japonais étudiant une ceinture de rayonnement dans la magnétosphère intérieure de la Terre. Les données ont été prises à partir du 15 septembre 2017, lorsque Arase était à environ 30000 kilomètres d’altitude et situé dans un mince arc auroral actif pendant plusieurs minutes. L’équipe a pu mesurer les mouvements ascendants et descendants des électrons et des protons, trouvant finalement la région d’accélération des électrons a commencé au-dessus du satellite et s’est étendue en dessous.

Pour étudier furthermore en profondeur cette région d’accélération dite à très haute altitude, l’équipe vise ensuite à analyser les données de plusieurs événements aurores boréales, à comparer les observations à haute et à basse altitude et à effectuer des simulations numériques du potentiel électrique.

« Comprendre remark ce champ électrique se forme comblera les lacunes pour comprendre l’émission des aurores et le transportation d’électrons sur Terre et sur d’autres planètes, y compris Jupiter et Saturne », explique Imajo.