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    Les scientifiques approfondissent leur compréhension des champs magnétiques entourant la Terre et d'autres planètes

    Le physicien PPPL Eun-Hwa Kim. Crédit :Elle Starkman / Bureau des communications PPPL

    De vastes anneaux de particules chargées électriquement encerclent la Terre et d'autres planètes. Maintenant, une équipe de scientifiques a terminé des recherches sur les ondes qui traversent ce champ magnétique, environnement chargé électriquement, connue sous le nom de magnétosphère, approfondir la compréhension de la région et de son interaction avec notre propre planète, et ouvrir de nouvelles voies pour étudier d'autres planètes à travers la galaxie.

    Les scientifiques, dirigé par Eun-Hwa Kim, physicien au Laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) du Département de l'énergie des États-Unis (DOE), a examiné un type d'onde qui se déplace à travers la magnétosphère. Ces vagues, appelées ondes électromagnétiques cyclotron ioniques (EMIC), révéler la température et la densité des particules de plasma au sein de la magnétosphère, entre autres qualités.

    "Les ondes sont une sorte de signal du plasma, " dit Kim, auteur principal d'un article qui a rapporté les résultats de JGR physique de l'espace . "Par conséquent, les ondes EMIC peuvent être utilisées comme outils de diagnostic pour révéler certaines des caractéristiques du plasma."

    Kim et des chercheurs de l'Université Andrews au Michigan et de l'Université Kyung Hee en Corée du Sud ont concentré leurs recherches sur la conversion de mode, la manière dont certaines ondes EMIC se forment. Au cours de ce processus, d'autres ondes qui se compriment dans la direction dans laquelle elles voyagent depuis l'espace entrent en collision avec la magnétosphère terrestre et déclenchent la formation d'ondes EMIC, qui s'éloignent ensuite selon un angle et une polarisation particuliers - la direction dans laquelle toutes les ondes lumineuses vibrent.

    À l'aide d'ordinateurs PPPL, les scientifiques ont effectué des simulations montrant que ces ondes EMIC à mode de conversion peuvent se propager à travers la magnétosphère le long des lignes de champ magnétique à un angle normal inférieur à 90 degrés, par rapport à la frontière de la région avec l'espace. Connaître de telles caractéristiques permet aux physiciens d'identifier les ondes EMIC et de recueillir des informations sur la magnétosphère avec des informations initiales limitées.

    Une meilleure compréhension de la magnétosphère pourrait fournir des informations détaillées sur la façon dont la Terre et d'autres planètes interagissent avec leur environnement spatial. Par exemple, les ondes pourraient permettre aux scientifiques de déterminer la densité d'éléments comme l'hélium et l'oxygène dans la magnétosphère, ainsi que d'en apprendre davantage sur le flux de particules chargées du soleil qui produit les aurores boréales.

    De plus, les ingénieurs utilisent des ondes similaires aux ondes EMIC pour faciliter le chauffage du plasma dans des dispositifs de fusion magnétique en forme de beignet appelés tokamaks. Donc, étudier le comportement des ondes dans la magnétosphère pourrait approfondir la compréhension de la création de l'énergie de fusion, qui se produit lorsque les particules de plasma entrent en collision pour former des particules plus lourdes. Les scientifiques du monde entier cherchent à reproduire la fusion sur Terre pour une réserve d'énergie pratiquement inépuisable pour produire de l'électricité.

    La connaissance des ondes EMIC pourrait ainsi apporter des bénéfices de grande envergure. "Nous sommes vraiment impatients de comprendre la magnétosphère et comment elle médie l'effet de la météo spatiale sur notre planète, " a déclaré Kim. " Pouvoir utiliser les ondes EMIC comme diagnostic serait très utile. "


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