L'environnement spatial autour de la Terre est caractérisé par des interactions entre le champ magnétique terrestre et le plasma voisin. Un processus physique clé dans ces interactions est la reconnexion magnétique, dans lequel deux lignes de champ adjacentes se cassent et chaque moitié rejoint ensuite la moitié de l'autre ligne brisée pour former de nouvelles lignes de champ. La reconnexion libère l'énergie potentielle stockée dans les lignes de champ, le transférant au plasma environnant sous forme d'accélération de particules.

la mission magnétosphérique multiéchelle (MMS) de la NASA, lancé en 2015, étudie la reconnexion magnétique à l'aide de quatre petits engins spatiaux qui orbitent en formation. Turner et al. décrire les observations MMS d'un événement de reconnexion qui s'est produit le 11 juillet 2017. Au moment de la reconnexion, Le MMS traversait la région de diffusion électronique (EDR), une zone de dizaines de kilomètres dans laquelle la reconnexion des lignes de champ magnétique se produit.

Avant l'événement de reconnexion, MMS n'a observé aucun électron énergétique dans son voisinage. Ensuite, il a enregistré deux rafales d'électrons énergétiques (supérieurs à 50 kiloélectronvolts) en cinq secondes, dont le dernier a persisté pendant plusieurs minutes. Au cours de ces sursauts, les électrons de plus haute énergie sont arrivés en premier dans l'EDR, suivis de ceux avec des énergies plus faibles. Les auteurs interprètent cette dispersion d'énergie comme une preuve d'électrons provenant d'un réservoir lointain se déversant sur les lignes de champ nouvellement formées.

Ils rapportent également que, de façon frappante, les quatre engins spatiaux n'ont pas observé de distributions de particules identiques bien qu'ils soient très proches les uns des autres dans l'espace par rapport à l'échelle caractéristique de mouvement des électrons avec des énergies de 50 kiloélectron-volts ou plus. Cette preuve de mouvement chaotique des particules s'est produite malgré le champ magnétique global dans la région autour du MMS resté stable pendant plusieurs secondes. De telles distributions de particules sont typiques d'une accélération de particules non linéaire.

Les auteurs concluent que les mouvements d'électrons à petite échelle à proximité d'un événement de reconnexion magnétique peuvent ainsi éclairer la topologie magnétique dans une région beaucoup plus grande que la zone d'observation et que la reconnexion magnétique peut accélérer directement les électrons vers des énergies relativistes.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.