Une forte éruption solaire a arraché pendant plusieurs heures la queue de la magnétosphère terrestre !

L'événement a eu lieu le 24 avril 2023, mais les détails sont révélés maintenant. En réalité, une perturbation massive dans le vent solaire a provoqué la perte temporaire de la queue habituelle de la magnétosphère terrestre. Décryptons ce qui s'est passé étape par étape.

Tout d'abord, il est important de comprendre que la Terre est constamment frappée par des vents solaires de haute vitesse, des flux de particules chargées provenant du Soleil. Comme le rapporte Live Science, ces courants de vent solaire se courbent autour du champ magnétique de la Terre, appelé la magnétosphère.

La magnétosphère possède un côté face au Soleil, appelé l'arc de choc, qui s'étire pour se transformer en une longue queue du côté opposé, c'est-à-dire du côté nocturne. Le vent solaire subit parfois des changements, parfois draconiens, qui altèrent la structure et la dynamique de la magnétosphère. En observant l'espace, ce qui se passe sur d'autres corps comme les lunes de Jupiter et sur les planètes exoplanétaires aide à comprendre ce type de processus.

Un récent étude réalisée par des scientifiques du NASA Goddard Space Flight Center, situé à Greenbelt (Maryland, USA), a révélé des observations sans précédent de ce phénomène rare, créé lors d'une éjection de masse coronale (CME). Cette étude souligne l'importance de cette couche extérieure de notre atmosphère, qui nous protège des radiations très dangereuses.

Deux heures de protection en moins

Les CME (éjections de masse coronale) voyagent généralement plus vite que la vitesse à laquelle les lignes de champ magnétique vibrantes (vitesse d'Alfvén) se déplacent à travers le plasma magnétisé, cette vitesse pouvant varier selon l'environnement du plasma. Une CME en 2023 a altéré la configuration normale de la magnétosphère terrestre pendant environ 2 heures. Les chercheurs ont analysé les observations de la Mission Magnétosphérique à Échelles Multiples (MMS) de la NASA pour comprendre ce qui s'est passé.

Concrètement, le 24 avril 2023, la sonde spatiale MMS a observé que, bien que la vitesse de transmission du vent solaire était rapide, la vitesse d'Alfvén pendant l'intense éjection de masse coronale était encore plus élevée. Normalement, le vent solaire voyage plus vite que la vitesse d'Alfvén. Cette anomalie a provoqué la disparition temporaire de l'arc de choc de la Terre.

Cette situation a permis au plasma et au champ magnétique du Soleil d'interagir directement avec la magnétosphère. La queue de la magnétosphère de la Terre a été remplacée par des structures appelées ailes d'Alfvén, reliant la magnétosphère terrestre à la région récemment éruptive du Soleil. Cette connexion a agi comme une autoroute transportant le plasma entre la magnétosphère et le Soleil.

Plus d'observations pour comprendre le processus

Les auteurs ont réussi à décrire cet événement exceptionnel de CME et ont acquis de nouvelles connaissances sur la formation et l'évolution des ailes d'Alfvén. Un processus similaire pourrait se produire autour d'autres corps magnétiquement actifs dans notre système solaire et dans l'univers, et les observations des chercheurs suggèrent que la formation des aurores sur la lune de Jupiter, Ganymède, pourrait également être attribuée aux ailes d'Alfvén.

Ils suggèrent également que les travaux futurs pourraient rechercher des aurores produites par des ailes d'Alfvén similaires se produisant sur Terre. Cette situation montre également à quel point la protection que nous offre la magnétosphère contre la radiation provenant du Soleil est vulnérable.

Dans le résumé du travail, l'équipe dirigée par Li-Jen Chen du Goddard Space Flight Center indique que « les mesures rapportées élargissent notre compréhension de l'interaction des CME avec les magnétosphères planétaires et ouvrent de nouvelles opportunités pour comprendre comment les flux de plasma subalfvéniques impactent des corps astrophysiques tels que Mercure, les lunes de Jupiter et les exoplanètes proches de leurs étoiles hôtes ».

Il convient de noter que la magnétosphère terrestre n'est pas la seule dans le système solaire. D'autres planètes comme Mercure, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune possèdent une magnétosphère. En revanche, Ganymède, l'une des lunes de Jupiter, a un champ magnétique trop faible pour piéger le plasma du vent solaire. Et Mars a une magnétisation superficielle très faible sans magnétosphère externe.

Référence de l'article :
Chen, L.-J., Gershman, D., Burkholder, B., Chen, Y., Sarantos, M., Jian, L., et al. (2024). Earth's Alfvén wings driven by the April 2023 Coronal Mass Ejection. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL108894. https://doi.org/10.1029/2024GL108894