Les données de l'enquête Fast Plasma à bord du MMS montrent le choc et les ions réfléchis lorsqu'ils sont lavés sur le MMS. Les couleurs représentent la quantité d'ions observée avec des couleurs plus chaudes indiquant un nombre plus élevé d'ions. Les ions réfléchis (bande jaune qui apparaît juste au-dessus du milieu de la figure) apparaissent au milieu de l'animation, et peut être vu augmenter en intensité (couleurs plus chaudes) à mesure qu'ils passent du MMS, représenté par un point blanc. Crédit :Ian Cohen
La mission magnétosphérique multiéchelle (MMS) a passé les quatre dernières années à utiliser des instruments à haute résolution pour voir ce qu'aucun autre vaisseau spatial ne peut. Récemment, MMS a effectué les premières mesures à haute résolution d'un choc interplanétaire.
Ces chocs, fait de particules et d'ondes électromagnétiques, sont lancés par le Soleil. Ils fournissent des bancs d'essai idéaux pour en savoir plus sur des phénomènes universels plus vastes, mais mesurer les chocs interplanétaires nécessite d'être au bon endroit au bon moment. Voici comment le vaisseau spatial MMS a pu faire exactement cela.
Qu'y a-t-il dans un choc ?
Les chocs interplanétaires sont un type de choc sans collision, celui où les particules transfèrent de l'énergie à travers des champs électromagnétiques au lieu de rebondir directement les unes sur les autres. Ces chocs sans collision sont un phénomène que l'on retrouve dans tout l'univers, y compris dans les supernovae, trous noirs et étoiles lointaines. Le MMS étudie les chocs sans collision autour de la Terre pour mieux comprendre les chocs à travers l'univers.
Les chocs interplanétaires commencent au Soleil, qui libère en permanence des flux de particules chargées appelés vent solaire.
Le vent solaire est généralement de deux types :lent et rapide. Lorsqu'un courant rapide de vent solaire dépasse un courant plus lent, il crée une onde de choc, tout comme un bateau qui traverse une rivière crée une vague. La vague se propage ensuite à travers le système solaire. Le 8 janvier, 2018, Le MMS était juste au bon endroit pour voir un choc interplanétaire alors qu'il passait.
Attraper le choc
MMS a pu mesurer le choc grâce à ses instruments d'une rapidité et d'une résolution sans précédent. L'un des instruments à bord du MMS est le Fast Plasma Investigation. Cette suite d'instruments peut mesurer les ions et les électrons autour du vaisseau spatial jusqu'à 6 fois par seconde. Étant donné que les ondes de choc rapides peuvent traverser le vaisseau spatial en seulement une demi-seconde, cet échantillonnage à grande vitesse est essentiel pour capter le choc.
En regardant les données du 8 janvier, les scientifiques ont remarqué un groupe d'ions du vent solaire. Peu après, ils ont vu un deuxième groupe d'ions, créé par les ions déjà présents dans la zone qui avait rebondi sur le choc lors de son passage. En analysant cette seconde population, les scientifiques ont trouvé des preuves à l'appui d'une théorie du transfert d'énergie posée pour la première fois dans les années 1980.
Le MMS se compose de quatre engins spatiaux identiques, qui volent dans une formation serrée qui permet la cartographie 3-D de l'espace. Étant donné que les quatre engins spatiaux MMS n'étaient séparés que de 12 miles au moment du choc (et non de centaines de kilomètres comme l'avaient été les engins spatiaux précédents), les scientifiques ont également pu voir des motifs irréguliers à petite échelle dans le choc. L'événement et les résultats ont été récemment publiés dans le Journal de recherche géophysique .
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En raison de la synchronisation de l'orbite et des instruments, Le MMS n'est en place que pour voir les chocs interplanétaires environ une fois par semaine, mais les scientifiques sont convaincus qu'ils en trouveront plus. Particulièrement maintenant, après avoir vu un fort choc interplanétaire, Les scientifiques du MMS espèrent pouvoir en repérer les plus faibles, beaucoup plus rares et moins bien compris. Trouver un événement plus faible pourrait aider à ouvrir un nouveau régime de physique des chocs.
