Aurore, également connues sous le nom d'aurores boréales ou australes selon l'endroit où elles se produisent, sont des affichages naturels de la lumière dans le ciel de la Terre. Typiquement, ces lumières sont faiblement présentes la nuit. Cependant, parfois, ces caractéristiques autrement faibles explosent en luminosité et peuvent même se décomposer en caractéristiques éclatantes distinctes, apparaissant comme des éclats spectaculaires de manifestations lumineuses. Ce phénomène frappant et pittoresque est connu sous le nom de rupture aurorale.

Maintenant, Des scientifiques japonais ont confirmé quantitativement à quel point ce phénomène peut être énergétique. En utilisant une combinaison de pointe, technologie au sol et nouvelles observations spatiales, ils ont démontré le rôle essentiel d'une rupture aurorale dans l'ionisation de l'atmosphère profonde. La recherche fait progresser la compréhension de l'un des phénomènes naturels les plus étonnants visuellement. Les résultats ont été publiés dans Terre, Planètes et espace le 23 janvier, 2019.

Le soleil envoie des faisceaux de particules chargées, ou plasma, vers la Terre. Aussi appelés vents solaires, ce plasma est principalement constitué d'électrons, protons et particules alpha. Lorsque ces particules interagissent avec le champ magnétique terrestre, les courants électriques sont transportés par les électrons dans l'atmosphère terrestre. Cette réaction entre les électrons et leurs constituants atmosphériques émet une lumière de couleur et de complexité variables, visible comme une aurore. Cependant, on sait à quel point les électrons peuvent être énergiques lorsque ces lumières explosent en des spectacles de lumière étonnants connus sous le nom de ruptures aurorales. Jusque là, l'hypothèse a été que les électrons d'un niveau d'énergie spécifique sont responsables de ce phénomène rare.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques rapportent que, contrairement à la pensée conventionnelle, un type spécifique d'électrons avec une énergie beaucoup plus élevée, appelés électrons de la ceinture de rayonnement, sont impliqués dans la rupture aurorale. Nommé d'après leur emplacement dans la ceinture de rayonnement de la Terre, les électrons de la ceinture de radiation n'avaient pas été clairement associés aux ruptures aurorales auparavant. L'équipe de recherche a basé ses conclusions sur un ensemble de données collectées via une technologie de pointe et des simulations.

"Les électrons de la ceinture de rayonnement sont libérés du champ magnétique terrestre et chargent la mésosphère lors de la rupture aurorale. Ce fait a été confirmé quantitativement par les deux observations au sol et nouvelles observations spatiales, " ajoute Ryuho Kataoka, Doctorat., professeur agrégé à l'Institut national de recherche polaire et l'auteur correspondant. "Cette étude fournit également un bon exemple de la façon dont le satellite Arase et le radar PANSY peuvent collaborer pour comprendre le lien entre l'espace et l'atmosphère."

Dans leurs futurs efforts de recherche, Le professeur Kataoka et son équipe espèrent comprendre comment les électrons de la ceinture de radiation sont libérés pendant la courte période de rupture aurorale. "Le but ultime est de comprendre l'interaction entre les aurores et les ceintures de radiation, " ajoute le professeur Kataoka.