Vue d'artiste des aurores terrestres. Crédit image: NASA Cliquez pour agrandir
Des scientifiques de la NASA et de la National Science Foundation ont découvert un moyen de combiner les observations au sol et dans l'espace pour créer une vue sans précédent des perturbations de la haute atmosphère pendant les tempêtes spatiales.
Les grandes perturbations à l'échelle mondiale ressemblent aux fronts froids météorologiques. Ils se forment dans la haute atmosphère électrifiée de la Terre pendant les tempêtes spatiales. Les perturbations résultent de panaches de plasma électrifié qui se forment dans l'ionosphère. Lorsque les panaches de plasma passent au-dessus de leur tête, ils entravent les communications radio à basse et haute fréquence et retardent les signaux de navigation du Global Positioning System.
"Auparavant, ils semblaient être des événements aléatoires", a déclaré John Foster, directeur associé de l'Observatoire Haystack du Massachusetts Institute of Technology. Il est l'investigateur principal de l'observatoire de Millstone Hill soutenu par la Fondation, Wesford, Mass.
"Les gens savaient qu'il y avait une tempête spatiale qui devait perturber leur système, mais ils ne savaient pas pourquoi", a déclaré Tony Mannucci, superviseur de groupe de télédétection ionosphérique et atmosphérique au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, Californie. "Maintenant, nous savons que c'est pas seulement le chaos; il y a cause à effet. Nous commençons à dresser un tableau complet, qui nous permettra à terme de prévoir les tempêtes spatiales. »
La prévision de la météo spatiale est un objectif principal du programme national de météorologie spatiale impliquant la NASA, la fondation et plusieurs autres agences fédérales. La vue que les chercheurs ont créée leur a permis de lier le mouvement des panaches aux processus qui libèrent le plasma dans l'espace. «Découvrir ce lien, c'est comme découvrir que le mouvement des fronts froids est responsable des orages soudains», a déclaré Jerry Goldstein, scientifique principal au Southwest Research Institute de San Antonio.
Étant donné que la présence de panaches de plasma dans l'ionosphère perturbe les signaux GPS, ils fournissent un suivi continu de ces perturbations. Les chercheurs ont découvert un lien entre les données GPS et les images satellites de la plasmasphère. La plasmasphère est un nuage de plasma entourant la Terre au-dessus de l'ionosphère. Il est observé depuis l'imageur de la NASA pour la magnétopause jusqu'au satellite Aurora Global Exploration. Les chercheurs ont découvert que le mouvement des panaches ionosphériques correspondait à l'éjection de plasma de la plasmasphère lors des tempêtes spatiales.
Les observations combinées ont permis de construire une image sous-jacente des processus lors des tempêtes spatiales, lorsque le champ magnétique terrestre est secoué par le plasma chaud du soleil. Au fur et à mesure que le plasma solaire passe, il génère un champ électrique qui est transmis à la plasmasphère et à l'ionosphère. Ce champ électrique propulse le plasma ionosphérique et le plasma plasmasphérique dans l'espace. Pour la première fois, les scientifiques peuvent connecter directement le plasma observé dans l'ionosphère aux panaches de plasmasphère qui s'étendent sur plusieurs milliers de kilomètres dans l'espace.
«Nous savons également que ces perturbations se produisent le plus souvent entre midi et le crépuscule et entre les latitudes moyennes à élevées, en raison de la structure globale des champs électriques et magnétiques lors des tempêtes spatiales», a déclaré Anthea Coster de l'Observatoire Haystack. «Les mesures au sol et dans l'espace et in situ permettent aux scientifiques de comprendre l'ionosphère-thermosphère-magnétosphère comme un système couplé.»
Les panaches dégradent les signaux GPS de deux manières principales. Premièrement, ils provoquent une erreur de position en retardant la propagation des signaux GPS. Deuxièmement, la turbulence qu'ils génèrent fait que les récepteurs perdent le signal par un effet appelé scintillation. Il est similaire au scintillement apparent des étoiles causé par la turbulence atmosphérique.
Les chercheurs présentent les résultats aujourd'hui lors de la réunion de l'American Geophysical Union à San Francisco, en Californie. Pour plus d'informations sur la météo spatiale et d'autres recherches sur le Web, visitez:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/cold_front.html
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
