Une étude de l’Université de Southampton a révélé un nouvel indice intrigant sur le mystère de ce qui déclenche des périodes d’activité très intense et aux couleurs vives lors des expositions d’aurores boréales et australes.

Perles aurorales vues depuis la Station spatiale internationale. Crédit : NASA

Connu sous le nom de « sous-orage magnétosphérique », ce phénomène impressionnant, qui recouvre le ciel nocturne de vert et de violet, est presque toujours précédé de ce que les scientifiques de l’espace appellent des « perles aurorales » – une vague en forme de collier de multiples points lumineux lumineux qui finissent par évoluer en tempête.

Les scientifiques de Southampton ont maintenant montré qu’il existe un lien entre ces perles aurorales et l’intensité des ondes radio basse fréquence au-dessus des aurores dans la magnétosphère terrestre – une vaste zone autour de notre planète dominée par son champ magnétique.

Leurs conclusions sont publiées dans la revue Communications naturelles .

« Les aurores boréales et les aurores australes sont causées par des particules chargées venues de l’espace qui entrent en collision avec des atomes et des molécules de notre atmosphère », explique le physicien. Dr Daniel Whiter de l’Université de Southampton. « Les particules éjectées du Soleil traversent le système solaire, emportant avec elles le champ magnétique du Soleil, et ce « vent solaire » est la source d’énergie des aurores.

« Les sous-orages auroraux sont provoqués par l’accumulation puis la libération de l’énergie magnétique stockée dans la magnétosphère terrestre lors de son interaction avec le flux du vent solaire. Cependant, ce qui déclenche exactement le déchargement soudain et spectaculaire de cette énergie n’est pas entièrement compris. »

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par des physiciens de Southampton, a examiné les données recueillies à partir d’observatoires au sol, de satellites d’imagerie et d’antennes radio embarquées à bord d’engins spatiaux, notamment le vaisseau spatial « Polar » de la NASA, le vaisseau spatial japonais « Arase » et les caméras stationnées en Laponie exploitées par l’Institut météorologique finlandais.

En particulier, l’équipe s’est concentrée sur l’examen du rayonnement kilométrique auroral (AKR) – des émissions radio naturelles produites dans l’espace proche de la Terre, directement au-dessus des aurores.

Les scientifiques ont découvert qu’avant l’apparition d’un sous-orage, il y avait un signal distinct dans l’activité de l’AKR presque exactement au moment où les perles aurorales devenaient visibles. Cette rafale d’émissions d’ondes radio augmente soudainement en intensité au début du sous-orage.

Étudié pour la première fois, ce signal radio distinct donne des indices importants sur les processus physiques opérant avant et pendant l’apparition des sous-orages, produisant des signatures à la fois dans les aurores visibles et dans les émissions radio invisibles.

L’auteur principal de l’étude, le chercheur postdoctoral Dr Siyuan Wu de l’Université de Southampton commente : « Les fines structures à dérive de fréquence observées dans l’AKR fournissent une preuve directe de la formation de structures de potentiel électrique à petite échelle le long des lignes de champ magnétique connectées aux perles aurorales. Leur périodicité et leur vitesse de propagation montrent une cohérence remarquable sur plusieurs ensembles de données. « 

« Ensemble, ces résultats fournissent de nouvelles preuves sur la génération de perles aurorales et le processus de déclenchement des sous-orages. »

Les scientifiques pensent qu’il pourrait s’agir d’un mécanisme universel se manifestant non seulement dans les aurores boréales et australes de la Terre, mais également dans la magnétosphère de certaines autres planètes de notre système solaire, comme Saturne et Jupiter. Ils espèrent que leurs recherches pourront désormais être approfondies pour comprendre pleinement ce qui déclenche les sous-tempêtes aurorales.

Source: Université de Southampton