Pendant de nombreuses années, les scientifiques ont supposé que l'aurore vue autour du pôle nord était identique à l'aurore vue autour du pôle sud. Les pôles sont reliés par des lignes de champ magnétique et les affichages auroraux sont provoqués par des particules chargées circulant le long de ces lignes de champ. Parce que les particules chargées suivent ces lignes de champ, il serait logique que les aurores soient des images miroir les unes des autres.

Cependant, en 2009, les scientifiques ont découvert que les aurores peuvent avoir une apparence différente autour du pôle nord et du pôle sud, y compris ayant des formes différentes et se produisant à différents endroits - un phénomène appelé asymétrie.

Maintenant, une nouvelle étude dans le Journal de recherche géophysique :physique de l'espace, une publication de l'American Geophysical Union, explique comment cette asymétrie se produit et provoque les différences dans les affichages aurorales près des pôles de la Terre. La nouvelle recherche révèle que les différences dans les aurores sont probablement causées par la compression de la queue magnétique de la Terre - une queue magnétique qui s'étend loin de notre planète - par le vent solaire et le champ magnétique du Soleil.

Lorsque le champ magnétique solaire arrivant sur Terre pointe dans une direction est-ouest, il interagit différemment avec le champ magnétique terrestre au nord et au sud. Cela conduit à une charge asymétrique de pression sur le champ magnétique terrestre et introduit une inclinaison du champ magnétique terrestre du côté nuit de la Terre. L'inclinaison explique pourquoi les aurores peuvent parfois avoir des formes différentes et se produire à différents endroits dans les deux régions polaires.

La nouvelle découverte contredit les théories précédentes sur l'asymétrie, ce qui suggère qu'il a été causé par la séparation et la reconnexion des lignes de champ magnétique dans la queue magnétique de la Terre, un processus appelé reconnexion de la queue. La nouvelle étude constate que, En réalité, la reconnexion de la queue réduit cette asymétrie.

"La raison pour laquelle c'est excitant est que nous avons pensé plus tôt que l'asymétrie dans le système pénètre dans la magnétosphère par un mécanisme appelé reconnexion de la queue, " a déclaré Anders Ohma, un doctorat candidat à l'Université de Bergen en Norvège, et auteur principal de la nouvelle étude. "Ce que cet article montre, c'est qu'il est possible que ce soit en fait le contraire :cette reconnexion dans la queue magnétique réduit en fait l'asymétrie."

Non seulement la nouvelle recherche explique pourquoi les aurores boréales et australes apparaissent différentes dans le ciel nocturne, mais cela aide aussi les scientifiques à mieux comprendre les interactions entre la Terre et le Soleil. Cette connaissance est importante pour prédire avec précision l'emplacement et le moment des événements météorologiques spatiaux, qui peuvent créer des ravages pour nos réseaux électriques, satellites et astronautes dans l'espace.

Un article connexe dans la revue Annales Géophysique détaille l'asymétrie observée lors d'une tempête géomagnétique en août 2001, et démontre l'importance de considérer le géospatial, ou les interactions entre le Soleil et la Terre, comme un système asymétrique.

"Sans inclure ces asymétries, notre compréhension du système Soleil-Terre sera loin d'être complète et les modèles ne seront pas en mesure de prédire avec précision l'emplacement et la synchronisation des phénomènes géospatiaux, " a déclaré Nikolaï Østgaard, professeur et directeur du Birkeland Center for Space Science de l'Université de Bergen en Norvège, et auteur principal de l'étude en Annales Géophysique .

Générer des aurores

Le noyau de la Terre génère un champ magnétique s'étendant dans l'espace autour de notre planète, formant un bouclier magnétique appelé magnétosphère qui protège la Terre des particules chargées provenant du Soleil. Le Soleil émet son propre champ magnétique, appelé champ magnétique interplanétaire, ou FMI, qui est porté par le vent solaire et interagit avec le champ magnétique terrestre.

Dans certaines conditions, du côté diurne de la Terre, les lignes de champ magnétique interplanétaire du Soleil et les lignes de champ magnétique de la Terre peuvent être déchirées et croisées, reliant le champ magnétique terrestre au FMI. Le vent solaire provenant du Soleil déplace ces lignes de champ croisées vers le côté nocturne de la Terre et l'étire en une queue - appelée queue magnétique - qui s'éloigne de la Terre.

Finalement, ces lignes de champ croisées sont séparées et les lignes de champ terrestre se rejoignent avec les lignes de champ terrestre, et les lignes de champ du FMI rejoignent les lignes de champ du FMI. Une fois les lignes de champ fermées, ils reviennent vers la Terre, accélérer les particules à proximité et provoquer des apparitions aurorales dans la haute atmosphère terrestre.

Étant donné que ces lignes de champ peuvent ne pas être les lignes de champ connectées à l'origine les unes aux autres, les scientifiques pensaient que ces nouvelles lignes de champ pourraient ne pas être symétriquement alignées, et pourrait être tordu et connecté à la Terre à différents endroits dans les hémisphères nord et sud. Ils pensaient que c'était cette reconnexion de la queue qui causait les différences d'aurore dans les hémisphères nord et sud.

Mais, la nouvelle recherche montre que ce n'est pas le cas. La nouvelle étude a examiné plusieurs images d'aurores asymétriques dans les hémisphères nord et sud en même temps et comment ces aurores ont évolué au fil du temps, afin qu'ils puissent voir le même phénomène se reproduire encore et encore. Ensuite, ils l'ont lié à l'activité de la magnétoqueue.

La nouvelle étude montre que l'asymétrie aurorale est réduite à mesure que la reconnexion de la queue progresse. Plus loin, l'asymétrie persiste même si peu ou pas de reconnexion se produit. Donc, la nouvelle étude montre, la reconnexion de la queue n'est pas responsable de l'asymétrie.

Au lieu, la nouvelle recherche révèle que ce sont les différences de pression exercées sur la queue magnétique qui causent ces différences aurorales. La queue magnétique est constamment comprimée par le vent solaire et le FMI, et c'est cette pression non uniforme sur elle depuis différentes directions qui est à l'origine des différences de représentations aurorales aux deux pôles. La compression dépend de l'orientation du FMI.

"Cette étude explique à la fois comment les asymétries sont créées et comment elles sont supprimées et c'est exactement le contraire de ce que moi et de nombreux chercheurs avons pensé, " a déclaré Mike Liemohn, rédacteur en chef de JGR-Physique Spatiale . "Par conséquent, ce résultat est un gros problème."