article original publié par Science @ Nasa
auteur : Docteur Tony Phillips
traduction de Didier Jamet et Fabrice Mottez
26 SEPTEMBRE 2002
Pour espérer trouver la réponse, il nous faut d’abord commencer par comprendre ce que sont les aurores.
Les aurores se produisent pendant les tempêtes géomagnétiques, c’est-à-dire quand le champ magnétique terrestre vibre sous l’action d’une rafale de vent solaire. De telles rafales ne représentent pas une menace pour les gens au sol car notre champ magnétique forme une bulle autour de la Terre, appelée magnétosphère, qui nous protège.
La magnétosphère est remplie d’électrons et de protons.
"Quand une rafale de vent solaire frappe la magnétosphère, l'impact libère certaines de ces particules piégées," nous explique Tony Lui, physicien spatial à L'Université Johns Hopkins.
Elles tombent alors sur la Terre et font briller l'air à l'endroit ou elles pénètrent l'atmosphère - de la même manière qu’un pinceau d'électrons frappant l'écran de votre télévision produit une image couleur.
"Les particules en chute libre suivent principalement les lignes de champs magnétiques qui conduisent aux pôles terrestres, " ajoute-t-il.
Certaines bouffées de vent solaire (" éjections de matières coronales ") sont provoquées par des explosions à proximité des tâches solaires, d'autres sont provoquées par des trous dans l'atmosphère solaire ("trous coronaux") qui crachent le vent solaire dans l'espace interplanétaire. Ces bouffées balayent la terre tout au long de l'année.
Ce qui nous ramène à la question initiale : pourquoi les aurores se produisent plus souvent au printemps et en automne ?
La réponse fait probablement intervenir les fluctuations du champ magnétique solaire à proximité de la Terre.
On peut considérer le soleil comme un gigantesque aimant, et toutes les planètes du système solaire tournent à l'intérieur de la cavité créée par la magnétosphère solaire .
La magnétosphère terrestre, qui ne mesure pas plus de 50.000 km de bord à bord, est minuscule comparée à celle du soleil.
La limite extérieure de la magnétosphère terrestre est appelée magnétopause. C'est là que le champ magnétique terrestre rencontre celui du Soleil et où notre magnétosphère dévie le vent solaire.
Prenons un point de la magnétopause situé aux alentours du pôle magnétique terrestre nord. À cet endroit, le champ magnétique de la magnétopause est orienté vers le Nord. Si le champ magnétique du Soleil à proximité de cette zone est orienté vers le Sud, on peut observer une annulation partielle du champ magnétique terrestre au point de contact.
"Dans de telles circonstances, les deux champs (celui du Soleil et celui de la Terre) se connectent, "nous dit Christophe Russel, professeur de géophysique et de physique spatiale à l'Université d'UCLA. "Si à cette occasion particulière vous suiviez une ligne du champ magnétique terrestre, elle vous mènerait directement au vent solaire". Et de même, la matière du vent solaire, qui suit elle aussi les lignes de champ magnétique, peut s’engouffrer dans la magnétosphère de la Terre.
Formulé de façon plus scientifique, les chercheurs mesurent l’orientation du champ magnétique vers le Nord ou le Sud avec un nombre qu’ils nomment Bz. (prononcer chaque lettre). En d’autres termes, le Bz est la composante du champ magnétique solaire parallèle à l’axe du champ magnétique de la Terre, à proximité de cette dernière.
Le Bz négatif (champ magnétique orienté vers le sud) ouvre une porte dans la magnétopause au travers de laquelle l'énergie du vent solaire peut atteindre les parties basses de la magnétosphère terrestre. Le Bz positif (champ magnétique orienté vers le nord) referme la porte et rend à la magnétopause son rôle de bouclier protecteur.
Au début des années 70, Russell et son collègue R.L. MacPherron relevèrent une corrélation entre Bz et les changements de saison sur Terre.
"C'est une question de géométrie" explique Russell. Bz est la composante du champ magnétique solaire à proximité de la Terre qui est parallèle à l'axe magnétique terrestre. Vu depuis le Soleil, l'axe incliné de la Terre semble osciller lentement selon une période d’un an.
Le mouvement d'oscillation est ce qui fait croître et décroître Bz au même rythme que les saisons.
En fait, le Bz du champ magnétique solaire oscille toujours entre Nord et Sud d’une façon un peu compliquée, en dérivant vers la Terre.
Ce que Russel et McPherron ont mis en évidence, c’est que l'amplitude moyenne de l'oscillation est la plus grande au printemps et en automne. Quand Bz s'oriente au sud au printemps ou en automne, il le fait franchement et "ouvre grand les portes" au vent solaire.
Mystère résolu ? Pas tout à fait
C’est ce que nous découvrirons dans le troisième et dernier volet de cet article :Lumières du Nord et zones d’ombre.
(lien ci-dessous)
