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Une nouvelle étude modélise la transmission des ondes de choc vers la Terre

Une équipe internationale de scientifiques dirigée par Lucile Turc, chercheuse de l’Académie à l’Université d’Helsinki et soutenue par l’Institut worldwide des sciences spatiales de Berne, a étudié pendant trois ans la propagation des ondes électromagnétiques dans l’espace proche de la Terre. et comment les ondes sont transmises de l’autre côté du choc. Les résultats de l’étude sont maintenant publiés dans Nature Physics.

“La façon dont les vagues survivraient en traversant le choc est restée un mystère depuis la découverte des vagues dans les années 1970. Aucune preuve de ces vagues n’a jamais été trouvée de l’autre côté du choc”, explique Turc.

L’équipe a utilisé un modèle informatique de pointe, Vlasiator, développé à l’Université d’Helsinki par un groupe dirigé par le professeur Minna Palmroth, pour recréer et comprendre les processus physiques en jeu dans la transmission des ondes. Une analyse minutieuse de la simulation a révélé la présence d’ondes de l’autre côté du choc, avec des propriétés presque identiques à celles du pré-choc.

“Une fois que l’on a su quoi et où chercher, des signatures claires des ondes ont été trouvées dans les données satellitaires, confirmant les résultats numériques”, explique Lucile Turc.

Les ondes du pré-choc peuvent entrer dans le champ magnétique terrestre

Autour de notre planète se trouve une bulle magnétique, la magnétosphère, qui nous protège du vent solaire, un flux de particules chargées provenant du Soleil. Les ondes électromagnétiques. sont fréquemment enregistrées par les observatoires scientifiques dans l’espace et au sol. Ces ondes peuvent être causées par l’impact du vent solaire changeant ou provenir de l’extérieur de la magnétosphère.

Les ondes électromagnétiques jouent un rôle critical dans la création d’une météo spatiale défavorable autour de notre planète : elles peuvent par exemple accélérer les particules à des énergies élevées, qui peuvent alors endommager l’électronique des engins spatiaux, et faire tomber ces particules dans l’atmosphère.

Du côté de la Terre faisant deal with au Soleil, les observatoires scientifiques enregistrent fréquemment des oscillations à la même période que les ondes qui se forment devant la magnétosphère terrestre.

Cela a conduit les scientifiques de l’espace à penser qu’il existe un lien entre les deux, et que les ondes du pré-choc peuvent pénétrer dans la magnétosphère terrestre et se déplacer jusqu’à la area de la Terre. Cependant, un obstacle majeur se dresse sur leur chemin : les ondes doivent franchir le choc avant d’atteindre la magnétosphère.

“Au début, nous pensions que la théorie initiale proposée dans les années 1970 était correcte  : les ondes pouvaient traverser le choc sans changement. Mais il y avait une incohérence dans les propriétés des ondes que cette théorie ne pouvait pas concilier. explique Turc.

“Finalement, il est devenu clair que les choses étaient beaucoup plus compliquées qu’il n’y paraissait. Les vagues que nous avons vues derrière le choc n’étaient pas les mêmes que celles du choc, mais de nouvelles vagues créées au choc par l’impact périodique des ondes du choc.”

Lorsque le vent solaire traverse le choc, il est comprimé et chauffé. La drive de choc détermine la quantité de compression et de chauffage qui a lieu. le rendant alternativement in addition fort ou additionally faible lorsque les creux ou les crêtes des vagues arrivent au choc. En conséquence, le vent solaire à l’origine du choc alter périodiquement et crée de nouvelles ondes, de live performance avec les ondes de préchoc.

Le modèle numérique a également mis en évidence que ces ondes ne pouvaient être détectées que dans une région étroite derrière le choc, et qu’elles pouvaient facilement être masquées par la turbulence dans cette région. Cela explique probablement pourquoi ils n’avaient pas été observés auparavant.

Alors que les ondes provenant du pré-choc ne jouent qu’un rôle limité dans la météo spatiale sur Terre, elles sont d’une grande great importance pour comprendre la physique fondamentale de notre univers.