L'espace n'est pas vide, il n'est pas non plus silencieux. Bien que techniquement un vide, l'espace contient néanmoins des particules chargées énergétiques, régi par des champs magnétiques et électriques, et il se comporte contrairement à tout ce que nous expérimentons sur Terre. Dans les régions traversées de champs magnétiques, comme l'environnement spatial entourant notre planète, les particules sont continuellement ballottées par le mouvement de diverses ondes électromagnétiques connues sous le nom d'ondes plasma. Ces ondes plasma, comme les vagues rugissantes de l'océan, créer une cacophonie rythmique que, avec les bons outils, nous pouvons entendre à travers l'espace.

Tout comme les vagues déferlent sur l'océan ou les fronts de tempête se déplacent dans l'atmosphère, perturbations dans l'espace, peut provoquer des vagues. Ces ondes se produisent lorsque des champs électriques et magnétiques fluctuants traversent des amas d'ions et d'électrons qui composent le plasma, poussant certains à des vitesses accélérées. Cette interaction contrôle l'équilibre des particules hautement énergétiques injectées et perdues dans l'environnement proche de la Terre.

Un type d'onde de plasma fondamental pour façonner notre environnement proche de la Terre sont les ondes de mode siffleur. Ces ondes créent des sons distincts en fonction du plasma qu'elles traversent. Par exemple, la région serrée autour de la Terre, appelé la plasmasphère, est relativement dense avec du plasma froid. Les vagues voyageant à l'intérieur de cette région sonnent très différemment de celles à l'extérieur. Alors que différentes ondes en mode siffleur chantent des sons différents, ils bougent tous de la même manière, avec les mêmes propriétés électromagnétiques.

Lorsque la lumière frappe le sol, la décharge électrique peut également déclencher des ondes plasma en mode siffleur. Certaines des ondes s'échappent au-delà de l'atmosphère pour rebondir comme des autos tamponneuses le long des lignes de champ magnétique terrestre entre les pôles nord et sud. Puisque la foudre crée une gamme de fréquences, et puisque les fréquences plus élevées voyagent plus rapidement, la vague hurle un ton descendant, donnant son nom à la vague :un siffleur.

Au-delà de la plasmasphère, où le plasma est ténu et relativement chaud, les ondes en mode siffleur créent principalement des gazouillis ascendants, comme une volée d'oiseaux bruyants. Ce type d'onde est appelé chorus et est créé lorsque les électrons sont poussés vers le côté nuit de la Terre, ce qui, dans certains cas, peut être causé par une reconnexion magnétique, une explosion dynamique de lignes de champ magnétique enchevêtrées sur la face cachée de la Terre. Lorsque ces électrons de faible énergie frappent le plasma, ils interagissent avec les particules du plasma, transmettre leur énergie et créer un ton ascendant unique.

Les ondes en mode Whistler voyageant à l'intérieur de la plasmasphère sont appelées sifflements plasmasphériques et ressemblent beaucoup aux parasites d'une station de radio. Certains scientifiques pensent que le sifflement est également causé par la foudre, mais d'autres pensent que cela pourrait être causé par des ondes de chorus qui ont fui à l'intérieur de la plasmasphère. Les ondes de chorus et de sifflement sont des facteurs clés de l'environnement proche de la Terre, y compris les ceintures de radiation de Van Allen, anneaux en forme de beignet de particules à haute énergie encerclant la planète.

scientifiques de la NASA, avec l'aide de la mission Van Allen Probes, travaillent à comprendre la dynamique des ondes plasma pour améliorer les prévisions de la météo spatiale, qui peuvent avoir des effets dommageables sur les satellites et les signaux de télécommunications. Dans le cadre de leurs observations, les scientifiques ont enregistré ces sons étranges produits par différentes ondes plasma dans la symphonie de particules entourant la Terre.

Les deux vaisseaux spatiaux Van Allen Probe de la NASA utilisent un instrument appelé EMFISIS, abréviation de Electric and Magnetic Field Instrument Suite et Integrated Science, pour mesurer les ondes électriques et magnétiques lorsqu'elles font le tour de la Terre. Alors que le vaisseau spatial rencontre une vague, des capteurs enregistrent les changements de fréquence des champs électriques et magnétiques. Les scientifiques déplacent les fréquences vers la gamme audible afin que nous puissions écouter les sons de l'espace.

En comprenant comment les ondes et les particules interagissent, les scientifiques peuvent apprendre comment les électrons sont accélérés et perdus dans les ceintures de rayonnement et aider à protéger nos satellites et nos télécommunications dans l'espace.