Des simulations informatiques expliquent comment des électrons aux énergies étendues pleuvent dans l'atmosphère supérieure et moyenne de la Terre lors d'un phénomène connu sous le nom d'aurore pulsée. Les résultats, publié dans la revue Lettres de recherche géophysique , suggèrent que les électrons de plus haute énergie résultant de ce processus pourraient provoquer la destruction d'une partie de l'ozone dans la mésosphère, environ 60 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. L'étude était une collaboration entre des scientifiques du Japon, notamment à l'Université de Nagoya, et collègues aux États-Unis, y compris de la NASA.

Les aurores boréales et méridionales dont les gens sont généralement conscients, appelées aurores boréales et australes, ressemblent à des rideaux colorés de rouges, légumes verts, et les violets se répandent dans le ciel nocturne. Mais il existe un autre type d'aurore que l'on voit moins fréquemment. L'aurore pulsante ressemble plus à des volutes indistinctes de nuages ​​qui grattent dans le ciel.

Les scientifiques n'ont développé que récemment les technologies leur permettant de comprendre comment se forme l'aurore pulsante. Maintenant, une équipe de recherche internationale, dirigé par Yoshizumi Miyoshi de l'Institute for Space-Terre Environmental Research de l'Université de Nagoya, a développé une théorie pour expliquer les précipitations d'électrons à grande énergie des aurores pulsées et a mené des simulations informatiques qui valident leur théorie.

Leurs résultats suggèrent que les électrons de basse et de haute énergie proviennent simultanément d'interactions entre les ondes de chorus et les électrons dans la magnétosphère terrestre.

Les ondes chorus sont des ondes plasma générées près de l'équateur magnétique. Une fois formé, ils voyagent vers le nord et vers le sud, interagissant avec les électrons de la magnétosphère terrestre. Cette interaction dynamise les électrons, les disperser dans la haute atmosphère, où ils libèrent l'énergie lumineuse qui apparaît comme une aurore pulsante.

Les électrons qui résultent de ces interactions vont des électrons de plus faible énergie, de quelques centaines de kiloélectronvolts seulement, à très haute énergie, de plusieurs milliers de kiloélectronvolts, ou volts « mégaélectrons ».

Miyoshi et son équipe suggèrent que les électrons à haute énergie des aurores pulsées sont des électrons « relativistes », autrement connu sous le nom d'électrons tueurs, en raison des dommages qu'ils peuvent causer lorsqu'ils pénètrent dans les satellites.

"Notre théorie indique que les électrons dits tueurs qui précipitent dans l'atmosphère moyenne sont associés aux aurores pulsantes, et pourrait être impliqué dans la destruction de l'ozone, " dit Miyoshi.

L'équipe prévoit ensuite de tester sa théorie en étudiant les mesures prises lors d'une mission de fusée spatiale appelée «perte par pulsations de microrafales aurorales» (LAMP), qui doit être lancé en décembre 2021. LAMP est une collaboration entre la NASA, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA), Université de Nagoya, et d'autres établissements. Les expériences LAMP permettront d'observer les électrons tueurs associés aux aurores pulsantes.

Le papier, "Les microrafales d'électrons relativistes en tant que queue à haute énergie d'électrons d'aurores pulsatoires, " a été publié en ligne dans Lettres de recherche géophysique le 13 octobre, 2020.