Représentation d'artiste du vaisseau spatial MMS qui a fourni la première vue de la reconnexion magnétique. Crédit :NASA/GSFC
Des chercheurs de l'Université du New Hampshire ont capturé un événement singulier difficile à visualiser impliquant une "reconnexion magnétique" - le processus par lequel des particules éparses et de l'énergie autour de la Terre entrent en collision, produisant une explosion rapide mais puissante - dans la queue magnétique de la Terre, l'environnement magnétique qui traîne derrière la planète.
La reconnexion magnétique est restée un peu un mystère pour les scientifiques. Ils savent qu'il existe et ont documenté les effets que les explosions d'énergie peuvent avoir - des aurores d'étincelles et peut-être des ravages sur les réseaux électriques dans le cas d'événements extrêmement importants - mais ils n'ont pas complètement compris les détails. Dans une étude publiée dans la revue Science , les scientifiques décrivent les premières vues des détails critiques du fonctionnement de ce processus de conversion d'énergie dans la queue magnétique de la Terre.
"C'était un événement remarquable, " a déclaré Roy Torbert du Space Science Center de l'UNH et chercheur principal adjoint de la mission Magnetospheric Multiscale de la NASA, ou MMS. "Nous savons depuis longtemps qu'il se produit dans deux types de régimes:asymétrique et symétrique, mais c'est la première fois que nous voyons un processus symétrique."
La reconnexion magnétique se produit chaque jour autour de la Terre en raison de la torsion et de la reconnexion des lignes de champ magnétique. Cela se passe de différentes manières dans différents endroits, avec des effets différents. Particules dans les gaz hautement ionisés, appelés plasmas, peut être converti et provoquer une seule explosion puissante, juste une fraction de seconde, cela peut conduire à de forts flux d'électrons s'envolant à des vitesses supersoniques. La vue, qui a été détecté dans le cadre des travaux des scientifiques de la mission MMS, avait suffisamment de résolution pour révéler ses différences par rapport aux autres régimes de reconnexion autour de la planète, comme le processus asymétrique trouvé dans la magnétopause autour de la Terre qui est plus proche du soleil.
Dans sa deuxième phase, La mission magnétosphérique multi-échelle (MMS) de la NASA observe la reconnexion magnétique en action derrière la Terre, comme illustré ici par les lignes de champ magnétique bleu et rouge enchevêtrées. Crédit :Patricia Reiff/NASA Goddard/Joy Ng
"C'est important parce que plus nous en savons et comprenons ces reconnexions, " dit Torbert, "plus nous pouvons nous préparer à des événements extrêmes qui sont possibles à partir de reconnexions autour de la Terre ou n'importe où dans l'univers."
La reconnexion magnétique se produit également sur le soleil et à travers l'univers - dans tous les cas, projetant avec force des particules et entraînant une grande partie du changement que nous voyons dans les environnements spatiaux dynamiques - donc en apprendre autour de la Terre nous aide également à comprendre la reconnexion dans d'autres endroits de l'univers qui ne peut pas être atteint par un vaisseau spatial. Plus nous comprenons les différents types de reconnexion magnétique, plus nous pouvons reconstituer à quoi pourraient ressembler de telles explosions ailleurs.
Du côté du jour de la Terre, la reconnexion magnétique est asymétrique - ce qui signifie qu'elle projette des particules, comme les ions et les électrons, inégalement dans des directions différentes. Dans cette simulation, les particules se déplacent principalement vers le haut en s'éloignant du site de reconnexion le long des lignes de champ magnétique noires. Crédit :Paul Cassak/NASA Goddard/Joy Ng
Pour le premier événement asymétrique signalé le 16 octobre, 2015, et maintenant cet événement symétrique du 11 juillet 2017, La mission MMS de la NASA est entrée dans l'histoire en survolant des événements de reconnexion magnétique près de la Terre. Les quatre vaisseaux spatiaux MMS lancés à partir d'une seule fusée n'étaient à l'intérieur des événements que pendant quelques secondes, mais les instruments que les chercheurs de l'UNH ont contribué à développer ont pu collecter des données à une vitesse sans précédent, cent fois plus rapide que jamais. Par conséquent, pour la première fois, les scientifiques pourraient suivre la façon dont les champs magnétiques ont changé, nouveaux champs électriques présentés, ainsi que les vitesses et la direction des différentes particules chargées.
Derrière la Terre, loin de la Lune, la reconnexion magnétique s'effectue de manière symétrique. Cette simulation montre des particules s'éloignant du site de reconnexion de manière égale dans les deux sens, confiné par les lignes de champ magnétique rouges. Crédit :Michael Hesse/NASA Goddard/Joy Ng
