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La première et incroyable observation d’un ouragan spatial faisant “pleuvoir” des électrons dans la haute atmosphère !

Dans une nouvelle étude, les scientifiques décrivent le premier ouragan spatial jamais observé. L’évènement s’est produit au-dessus du Pôle Nord de la Terre en 2014, mais n’a été rendu public que récemment.

Pour la première fois, les scientifiques ont repéré un ouragan spatial dans la haute atmosphère de la Terre. Les ouragans classiques sont faciles à distinguer sur les images satellites. Ils sont constitués de nuages tourbillonnants qui entourent un œil calme au centre. Ces tempêtes se produisent en général dans le niveau le plus bas de l’atmosphère terrestre, entrainant de fortes pluies et des vents particulièrement ravageurs. Les ouragans spatiaux sont d’une nature totalement différente.

C’est du moins ce que suggère une étude publiée le mois dernier dans la revue Nature Communications. En aout 2014, quatre satellites ont repéré une masse tourbillonnante à plusieurs centaines de kilomètres au dessus du Pôle Nord terrestre. Mesurant environ 1000 km de large, celle-ci s’est formée dans l’ionosphère — entre 80 et 965 km d’altitude — et a duré près de 8 heures.

Un ouragan de plasma

L’étrange formation, qui fait penser quelque peu à l’ouragan typique, avait la forme d’un entonnoir. Cependant, au lieu de déclencher de fortes pluies et des vents violents, elle a fait pleuvoir des électrons directement dans la haute atmosphère de la Terre. Il s’agissait donc d’une tempête de plasma. « Jusqu’à présent, il n’était pas certain que les ouragans de plasma spatial existent, alors le prouver avec une observation aussi frappante est incroyable », a réagi Mike Lockwood, physicien à l’Université de Reading au Royaume-Uni et co-auteur de l’étude, par rapport à cette découverte.

Un modèle 3D pour mieux comprendre

À noter que ce premier ouragan spatial détecté sur Terre tournoyait dans le sens contraire des aiguilles d’une montre. Les scientifiques affirment avoir constaté la présence de plusieurs bras de forme circulaire sortant de son centre. Lockwood et ses collaborateurs ont effectivement créé un modèle 3D à partir des images satellites pour mieux comprendre le phénomène. Grâce à cela, ils ont réussi à reproduire le tourbillon et connaître sa cause. D’après leurs calculs et leurs observations, l’ouragan spatial a été provoqué par la couronne solaire, c’est-à-dire la haute atmosphère du Soleil.

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Schéma de l’ouragan spatial et de son mécanisme de formation. Crédit image : Zhang, QH., Zhang, YL., Wang, C. et al. A space hurricane over the Earth’s polar ionosphere. Nat Commun 12, 1207 (2021).

Un phénomène courant sur d’autres planètes ?

En effet, ce flux de particules chargées émis par le Soleil est connu sous le nom de vent solaire. Il se déplace rapidement à très grande vitesse dans l’espace, à plus d’un million de kilomètres par heure. Quand les vents solaires se heurtent avec le champ magnétique terrestre, ils rebondissent et n’atteignent pas ce qui se trouve sur la surface de la planète.

Mais parfois, les particules chargées et le plasma entrent en interaction avec la force électrique à l’origine du bouclier terrestre. Cela entraîne des perturbations dans la magnétosphère. Il s’avère que l’ouragan spatial d’août 2014 était le fruit de telles perturbations. Face à cette découverte, les chercheurs estiment alors que ce genre de tempête pourrait être courant sur n’importe quelle planète dotée d’un bouclier magnétique et dont l’atmosphère comporte du plasma.

Marc Odilon

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