Le vaisseau spatial japonais Arase (anciennement appelé ERG) a observé des ondes de chœur et des électrons dispersés dans la magnétosphère terrestre, à l'origine des aurores de pulsation. Les électrons diffusés ont précipité dans l'atmosphère, entraînant un éclairage auroral.
(Image: © ERG Science Team)
Une nouvelle étude révèle que les origines des étalages intenses de lumière vacillante dans l'atmosphère terrestre sont maintenant révélées après une chasse de plusieurs décennies.
Des aurores similaires peuvent avoir lieu au-dessus de Jupiter et de Saturne, selon les scientifiques à l'origine de la nouvelle recherche.
Les spectacles de lumière dramatiques connus sous le nom de lumières du nord et du sud, également appelées aurores, sont aussi variés dans la nature que les couleurs qu'ils affichent dans le ciel. Les types les plus familiers, connus sous le nom d'aurores discrètes, sont réputés pour leurs rubans chatoyants et leurs banderoles de couleur. En revanche, les aurores pulsantes sont des plaques de lumière clignotantes géantes. [Guide Aurora: Comment fonctionnent les aurores boréales (infographie)]
Les aurores se produisent lorsque des flux de particules à grande vitesse du soleil - collectivement appelés vent solaire - claquent dans la magnétosphère terrestre, la coquille de particules chargées électriquement piégées par le champ magnétique de la planète. Alors que les aurores discrètes proviennent de quelques milliers de kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, les aurores pulsantes apparaissent environ 10 fois plus loin.
Des recherches antérieures ont suggéré que les aurores pulsantes étaient déclenchées par des fluctuations électromagnétiques appelées ondes de chœur qui se produisent dans la magnétosphère à l'équateur. L'idée était que les ondes de chœur envoient des électrons dans la magnétosphère dévalant le long des lignes de champ magnétique de la planète vers les parties supérieures de l'atmosphère terrestre, générant de la lumière lorsqu'elles entrent en collision avec des molécules d'air.
Cependant, pendant des décennies, les scientifiques n'ont pas pu recueillir des observations au sol et spatiales suffisamment sensibles pour s'aligner au bon moment et au bon endroit pour prouver ce modèle. Maintenant, les chercheurs ont finalement collecté des preuves directes de la chaîne d'événements derrière les aurores pulsantes.
Les scientifiques ont analysé les données du vaisseau spatial Arase, qui a été lancé par la Japan Aerospace Exploration Agency fin 2016. Ce satellite pourrait à la fois détecter les ondes de chœur et étudier leurs effets sur les électrons magnétosphériques dans une fenêtre étroite autour d'une ligne de champ magnétique.
Les chercheurs ont également identifié l'endroit où la ligne de champ magnétique examinée par le vaisseau spatial Arase a pris contact avec la Terre. Ils ont recherché toutes les aurores pulsantes correspondant à l'activité électronique déclenchée par les ondes de chœur.
Les scientifiques ont identifié une aurore en 2017 dans le centre du Canada qui aurait été générée par des électrons magnétosphériques diffusés par des ondes de chœur.
"Les résultats d'observation sont généralement très complexes, et les tests de prédictions théoriques aboutissent souvent à des résultats ambigus, ce qui n'était pas le cas ici", a déclaré l'auteur principal de l'étude Satoshi Kasahara, physicien spatial et planétaire à l'Université de Tokyo.
Les chercheurs ont noté qu'une activité similaire peut se produire dans les aurores de Jupiter et de Saturne, où des travaux antérieurs ont détecté des ondes de chœur. "L'application pour d'autres planètes serait excitante", a déclaré Kasahara à Space.com.
Les chercheurs ont détaillé leurs résultats en ligne aujourd'hui (14 février) dans la revue Nature.
