D’ici à ce que vous ayez fini de lire l’article qui suit, quelque chose se sera sans doute produit juste au-dessus de vos têtes qui jusqu’à présent était renié par une grande partie de la communauté scientifique. Un portail magnétique va s’ouvrir, reliant la Terre avec le soleil à 93M miles d’ici. Des tonnes de particules hautement chargées en énergie vont s’écouler à travers cette ouverture jusqu’à la fermeture du portail, en moins de temps qu’il ne vous faudra pour terminer de lire cette page.

« Ceci s’appelle un Evénement de Transfert de flux ou « FTE », explique l’astrophysicien David Silbeck du Centre Spatial Goddard. « Il y’a dix ans, j’étais convaincu que de telles choses ne pouvaient exister, mais à présent nous avons entre nos mains des preuves irréfutables. »

En effet, aujourd’hui Silbeck expliquait devant une assemblée internationale d’astrophysiciens lors du « Plasma Workshop 2008 » à Huntsville (Alabama) en 2008, que les FTEs ne sont pas simplement courants, mais probablement deux fois plus communs que quiconque l’aurait jamais imaginé.

Les chercheurs savent depuis longtemps que la Terre et le Soleil doivent être connectés d’une certaine manière. La magnétosphère de la Terre (La « bulle » magnétique qui entoure la planète) est remplie de particules provenant du soleil, parvenues jusqu’ici via les vents solaires et qui sont parvenues à pénètre les défenses magnétiques de la planète. Ils pénètrent en suivant les lignes des champs magnétiques qui peuvent être tracées depuis la terre ferme jusqu’à l’atmosphère du soleil.

« Nous pensions que la connexion étaient permanente et que les vents solaires pouvaient s’écouler dans l’environnement proche de la Terre à n’importe quel moment pour peu qu’ils soient en activité. », explique Sibeck. « Nous avions tort. Ces connexions ne sont pas constantes du tout. Elles sont souvent brèves, intenses et très dynamiques. »
Différents orateurs durant le Workshop ont détaillé le processus de formation des FTEs: Du côté de la face éclairée de la Terre (la face la plus proche du soleil), le champ magnétique de la Terre fait pression contre le champ magnétique du soleil. Approximativement toutes les 8 minutes, les deux champs fusionnent brièvement ou « reconnectent », formant un portail au travers duquel les particules peuvent circuler. Le portail prend la forme d’un cylindre magnétique aussi large que la Terre. La flotte de 4 vaisseaux “Cluster” de l’Agence Spatiale Europeene et les 5 drônes THEMIS de la Nava sont passes à travers et autour de ces cylinders, mesurant leur dimension et sondant les particules les traversant. « Ils sont bel et bien réels », dit Sibeck.

A présent que les Cluster et THEMIS ont directement prélevé des échantillons des FTEs, les théoriciens peuvent utiliser ces measures pour simuler les FTEs par ordinateurs et prédire leur comportement. L’astrophysicien Jimmy Raeder de l’Université de New Hampshire a présenté une première simulation lors du Workshop. Il a confié à ses collègues que les portails cylindriques tendaient à se former au-dessus de l’équateur de la Terre pour se “déplacer” ensuite jusqu’au-dessus des pôles. En décembre, les FTEs se déplacent au dessus du pole nord; en juillet au-dessus du pole sud.

Sibeck pense que cet évènement ce produit deux fois plus souvent que beaucoup le pensaient auparavant: “Je pense qu’il y’a deux variétés de FTE: les actifs et les passifs.” Les FTE actifs sont des cylindres magnétiques qui permettent les particules de circuler relativement simplement ; ils sont des conduits d’énergie importants pour la magnétosphère terrestre. Les FTE passifs sont des cylindres magnétiques qui offrent plus de résistance. Leur structure interne ne permet pas une circulation aussi aisée des particules et champs. (Pour les experts : Les FTEs actifs se forment au niveau des latitudes équatoriales lorsque l’IMF (fonction initiale des masses ?: ndt) pointe vers le sud ; les FTE passifs à de hautes latitudes lorsque l’IMF tend vers le nord). Sibeck a calculé les propriétés des FTEs passifs et encourage ses collègues à chasser le moindre de leurs signes parmi les données recueillies par THEMIS et Cluster. « Les FTEs passifs ne sont peut-être pas très importants, mais tant que nous n’en saurons pas plus, nous ne pouvons être sûrs de rien. »

Il reste beaucoup de questions en suspend : Pourquoi des portails se forment toutes les 8 minutes ? Comment les champs magnétiques tournent et s’enroulent autour des cylindres? « Nous sommes en pleine recherche intensive », explique Sibeck.

Pendant ce temps, très haut au-dessus de vos têtes, un nouveau portail est en train de s’ouvrir, connectant notre planète au soleil.

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Une moisson de résultats scientifiques
article de Fabrice Mottez

Concernant la vent solaire plusieurs fois visité par les sondes CLUSTER, il a été possible de mesurer la densité de courant électrique qui se propage dans certaines régions, confirmant ainsi certaines théories développées auparavant.

On observe, en amont du choc, des ondes que la communauté croyait de grande ampleur (quelques milliers de kilomètres) et se propageant lentement. Certaines des sondes CLUSTER, écartées alors de 2 000 km ont vu ces ondes tandis que d'autres ne les ont pas vues. Sans qu'il soit alors possible de mesurer leur longueur ni leur vitesse, il a été possible de déterminer, en dépit du consensus établi au préalable, que la longueur de ces ondes ne dépasse pas 600 km.
Les sondes CLUSTER ont fait des traversées multiples de magnétopause, on a pu établir pour la première fois que ces traversées étaient dues à des vagues se propageant à quelques dizaines de kilomètres par seconde le long de sa surface. Jusqu'alors, seuls des travaux théoriques et des simulations numériques avaient permis d'étudier cette hypothèse.

Les sondes ont pu également établir que lors de la plupart des traversées, la magnétopause est effectivement une discontinuité tangentielle, comme la plupart des modèles l'avaient prédit.

Les sondes CLUSTER ont également traversé la magnétopause lors d'évènements plus rares où de la matière du vent solaire parvient à entrer dans la magnétosphère : les « évènements à transfert de flux » (FTE, acronyme anglais). Les mesures ont montré la structure de ces évènements : la matière se propage le long de cylindres qui suivent la direction des lignes de champ magnétiques, et ces cylindres sont entourés d'une région parcourue de courants électriques. Il a même été possible de rattacher ces évènements à une famille de modèles théoriques (baptisés discontinuités rotationnelles).

Les sondes CLUSTER ont également traversé les cornets polaires. Ce sont des régions dans lequel le plasma s'écoule en grand désordre (on parle d'écoulement turbulent). Sous l'effet des fluctuations du vent solaire, les cornets polaires se déplacent, parfois à des vitesses atteignant 30km par seconde.

Les sondes CLUSTER sont également passées au dessus des régions où se développent les aurores. Elles ont produit des résultats intéressants concernant les « aurores noires » (des régions totalement dépourvues d'aurores en plein milieu des zones où les aurores sont actives). De nombreuses observations de CLUSTER sur les régions aurorales ont été faites en coordinations avec des mesures radar dédiés à l'étude de l'ionosphère (réseaux EISCAT et Super-Darn) et avec un satellite (Geotail) qui se promenait alors dans la queue de la magnétosphère.

Des résultats nouveaux ont également été obtenus sur les changement de configuration magnétique de la queue, notamment lors des sous-orages (facteurs du déclenchement des aurores).

Les travaux continuent. Les scientifiques ont de quoi s'occuper encore quelques années avec les données fournies par les sondes CLUSTER. Il est possible que dans les années à venir, on parvienne enfin à modéliser sans ambiguïté le comportement de la magnétosphère.

La bonne qualité des expériences et des résultats scientifiques a permis le financement par l'Agence Spatiale Européenne (ESA) du prolongement de la mission de 2 à 5 ans