Aussi tentant que ce soit de penser que l’espace est vide, rien ne saurait être plus éloigné de la vérité. En fait, les interactions entre les forces invisibles créent tout le temps toutes sortes de conditions météorologiques dans l'espace au-delà de notre atmosphère, des radiations produites par le soleil aux orages magnétiques. Pour la première fois, des scientifiques de la NASA ont été témoins des forces fondamentales qui déclenchent l’une des formes de phénomènes spatiaux les plus mystérieuses (et destructrices) qu’ils ont rencontrées.
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Les scientifiques pensent que, pour l’essentiel, le champ magnétique terrestre nous met à l’abri de radiations et de vents solaires, qui autrement évacueraient une atmosphère non protégée. Parce qu'il se déplace dans la direction opposée au champ magnétique du Soleil, ils se repoussent généralement. Cependant, de temps en temps, des fractions des deux magnétosphères se réalignent et se connectent brièvement. Bien que ces liens soient de courte durée, ils génèrent de puissants sursauts d'énergie, rapporte Maddie Stone pour Gizmodo .
"Lorsque les deux champs magnétiques sont reliés, cela permet à l'énergie solaire de pénétrer directement dans la magnétosphère", a déclaré Jim Burch, vice-président des sciences et techniques spatiales au Southwest Research Institute, à Loren Grush pour The Verge . "Cela met tout le champ en mouvement."
À mesure que ces connexions se produisent, des particules hautement énergétiques du soleil passent directement de notre étoile dans le champ magnétique de la Terre. Le résultat peut aller de réseaux électriques en panne et satellites désactivés au déclenchement d'aurores et de tempêtes géomagnétiques dans l'atmosphère terrestre. Mais si les scientifiques ont observé les effets de la reconnexion magnétique pendant des décennies, le phénomène est extrêmement difficile à étudier en laboratoire car il se produit très rapidement et à une échelle minuscule, rapporte Daniel Clery pour le magazine Science . Dans le même temps, les tentatives passées visant à entrevoir ces événements avec des satellites n'ont pas abouti car les appareils n'étaient pas assez rapides.
"D'après les mesures des satellites précédents, nous savons que les champs magnétiques agissent comme une fronde, envoyant les protons s'accélérer", a déclaré Burch dans un communiqué. "Le mystère vieux de plusieurs décennies est de savoir ce que font les électrons et comment les deux champs magnétiques sont interconnectés. Les mesures des électrons par satellite ont été trop lentes d'un facteur 100 pour échantillonner la région de reconnexion magnétique."
Afin d'essayer d'assister à une reconnexion magnétique en action, Burch et ses collègues ont travaillé avec la NASA pour développer quatre engins spatiaux qui ont été envoyés en orbite autour de la Terre. Appelé mission MMS (Magnetospheric Multiscale), cet engin spatial contient des instruments sensibles capables de mesurer le mouvement des ions électrons ainsi que les distorsions du champ magnétique de la Terre causées par le phénomène, rapporte Cleary. Ils n'ont pas eu à attendre longtemps: les satellites ont été mis en orbite en mars 2015 et ont enregistré une reconnexion magnétique en octobre suivant.
En prenant des mesures du phénomène toutes les 30 millisecondes, les scientifiques ont pu en apprendre beaucoup sur les transferts d’énergie lors de la reconnexion. Ils ont également réalisé que la puissance générée lors de la reconnexion magnétique est le résultat de la suralimentation d'électrons lors du transfert d'énergie, rapporte Stone.
"C’est une idée précieuse", explique Amitava Bhattacharjee, un astrophysicien de l’Université de Princeton qui n’a pas participé à l’étude. "Il met à l'épreuve la théorie passée et met certainement en lumière le fait que certaines caractéristiques ont été prédites par la théorie."
Avec ces nouvelles données, les chercheurs espèrent que la reconnexion magnétique permettra de mieux éclairer la météo spatiale, les étoiles avec de puissants champs magnétiques et même les environnements magnétiques à l'intérieur de réacteurs nucléaires reliés à la Terre, écrit Stone. Un jour, les scientifiques pourraient même être en mesure de prédire quand une reconnexion magnétique aura lieu.
"Si vous comprenez la physique sous-jacente qui régit la météorologie spatiale, " dit Burch à Grush. "Je m'attends à ce que vous puissiez mieux prédire les tempêtes."
