Reconnexion magnétique, la rupture et la reconnexion violente des lignes de champ magnétique dans le plasma - l'état de la matière composé d'électrons libres et de noyaux atomiques - se produisent dans tout l'univers et peuvent provoquer des tempêtes spatiales qui perturbent le service de téléphonie cellulaire et endommagent les réseaux électriques. Aujourd'hui, des scientifiques du Laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) et d'autres laboratoires, en utilisant les données d'une mission à quatre satellites de la NASA qui étudie la reconnexion, ont développé une méthode pour identifier la source des ondes qui aident les satellites à déterminer leur emplacement dans l'espace.

L'équipe de chercheurs, dirigé par le physicien PPPL Jongsoo Yoo, ont des mesures de champ magnétique corrélées prises par la mission Magnetospheric Multiscale (MMS) qui orbite au bord du champ magnétique qui entoure la Terre. Les résultats ont identifié la source de la propagation des « ondes sifflantes » – des ondes avec des sons semblables à des sifflements qui passent de haut en bas et découlent de la reconnexion – dont la détection oriente les satellites par rapport à l'activité de reconnexion qui peut affecter la Terre.

La recherche, signalé dans Lettres de recherche géophysique , marque le développement d'une "nouvelle méthodologie pour mesurer comment l'onde se propage en reconnexion, " dit Yoo, auteur principal de l'article. La source, il a dit, est ce qu'on appelle les « électrons de queue », des particules dont l'énergie est bien supérieure à celle des électrons en vrac dans les lignes de champ de reconnexion. De tels électrons sont « anisotropes de température, " ce qui signifie que leur température n'est pas uniforme mais diffère lorsqu'elle est mesurée dans des directions différentes.

"Ce que nous prouvons, c'est que vous ne pourriez pas avoir d'ondes de sifflement sans la ligne X active" - ​​la région de reconnexion centrale - "donc les ondes de sifflement indiquent que la reconnexion est proche, " dit Yoo.

Il a commencé à étudier la source des ondes après avoir remarqué la similitude remarquable entre l'activité des ondes détectées par le MMS et celles produites dans l'expérience de reconnexion magnétique (MRX) au PPPL. La similitude indiquait que les processus physiques étaient les mêmes à la fois dans le laboratoire et dans l'espace et a conduit à une recherche pour découvrir la cause. Dans l'équipe de recherche du PPPL se trouvaient des scientifiques de l'Université de Columbia, Laboratoire national de Los Alamos, et le Goddard Space Flight Center de la NASA.

Aller de l'avant, l'équipe prévoit d'étudier le développement d'ondes sifflantes près de la région de diffusion des électrons, la région étroite de la magnétosphère et les expériences de laboratoire où les électrons se séparent des lignes de champ avant que la reconnexion n'ait lieu. Les résultats pourraient s'avérer pertinents pour la mission MMS, dont les objectifs incluent la découverte du rôle que jouent les électrons pour faciliter la reconnexion. Le soutien pour ce travail est venu du DOE Office of Science (FES) NASA, et la Fondation nationale des sciences.

PPPL, sur le campus Forrestal de l'Université de Princeton à Plainsboro, NEW JERSEY., est consacré à la création de nouvelles connaissances sur la physique des plasmas - ultra-chaud, gaz chargés et au développement de solutions pratiques pour la création d'énergie de fusion. Le laboratoire est géré par l'Université pour l'Office of Science du Département de l'énergie des États-Unis, qui est le plus grand partisan de la recherche fondamentale en sciences physiques aux États-Unis, et s'efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque. Pour plus d'informations, veuillez visiter science.energy.gov.