Le battement d'ailes d'un papillon au Costa Rica pourrait-il déclencher un ouragan en Californie ? La question a été scrutée par les théoriciens du chaos, analystes boursiers et météorologues depuis des décennies. Pour la plupart des gens, ce scénario hypothétique peut être difficile à imaginer sur Terre - en particulier lorsqu'une véritable catastrophe survient.

Encore, dans l'espace, de petites fluctuations similaires du vent solaire lorsqu'il se dirige vers le bouclier magnétique de la Terre peuvent en fait affecter la vitesse et la force des "ouragans spatiaux, ", a rapporté la chercheuse Katariina Nykyri de l'Université aéronautique Embry-Riddle.

L'étude, publié le 19 septembre dans le Journal of Geophysical Research - Physique spatiale , offre la première description détaillée du mécanisme par lequel les fluctuations du vent solaire peuvent modifier les propriétés des ouragans dits spatiaux, affectant la façon dont le plasma est transporté dans le bouclier magnétique de la Terre, ou magnétosphère.

Ces "ouragans" sont formés par un phénomène connu sous le nom d'instabilité Kelvin-Helmholtz (KH). Alors que le plasma du Soleil (vent solaire) balaie la frontière magnétique de la Terre, il peut produire de gros tourbillons (environ 10, 000-40, 000 kilomètres) le long de la couche limite, Nykyri a expliqué.

"La vague KH, ou un ouragan spatial, est l'un des principaux moyens par lesquels le vent solaire transporte l'énergie, masse et quantité de mouvement dans la magnétosphère, " dit Nykyri, professeur de physique et chercheur au Center for Space and Atmospheric Research à Embry-Riddle's Daytona Beach, Floride., Campus. "Les fluctuations du vent solaire affectent la rapidité avec laquelle les ondes KH se développent et leur taille."

Lorsque la vitesse du vent solaire est plus rapide, les fluctuations sont plus puissantes, Nykyri a rapporté, et ils sèment des ouragans spatiaux plus gros qui peuvent transporter plus de plasma.

Acquérir des informations plus approfondies sur la manière dont les conditions du vent solaire affectent les ouragans spatiaux pourrait un jour fournir de meilleures prévisions météorologiques spatiales et préparer le terrain pour une navigation par satellite plus sûre à travers les ceintures de rayonnement, dit Nykyri. En effet, le vent solaire peut exciter les ondes ultra-basse fréquence (ULF) en déclenchant l'instabilité KH, qui peut dynamiser les particules de la ceinture de rayonnement.

Les ouragans spatiaux sont des phénomènes universels, se produisant aux couches limites des éjections de masse coronales - des boules géantes de plasma jaillissant de l'atmosphère chaude du Soleil - dans les magnétosphères de Jupiter, Saturne et autres planètes, a noté Nykyri.

"Les ondes KH peuvent modifier la direction et les propriétés des éjections de masse coronale, qui finissent par affecter la météorologie spatiale proche de la Terre, " expliqua Nykyri. " Pour une prévision précise de la météo spatiale, il est crucial de comprendre les mécanismes détaillés qui affectent la croissance et les propriétés des ouragans spatiaux."

Par ailleurs, en plus de jouer un rôle dans le transport de l'énergie et de la masse, une découverte récente par Nykyri et son étudiant diplômé Thomas W. Moore montre que les ondes KH fournissent également un moyen important de chauffer le plasma par des millions de degrés Fahrenheit (Moore et al., Physique de la nature , 2016), et peut donc être important pour le chauffage solaire coronal. Il pourrait également être utilisé pour la génération de barrières de transport dans les plasmas de fusion.

Pour les recherches en cours, les simulations étaient basées sur sept années de mesures de l'amplitude et de la vitesse des fluctuations du vent solaire au bord de la magnétosphère, comme capturé par le vaisseau spatial THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) de la NASA.