- caractéristiques
- - Les zones d'influence magnétique
- - L'intérieur de la magnétosphère
- Sphère de plasma
- Colle magnéto et feuille de plasma
- Point neutre
- Des gaz
- Les gaz du vent solaire
- Gaz de l'ionosphère
- Références
La magnétosphère de la Terre est l'enveloppe magnétique de la planète contre le courant de particules chargées que le Soleil émet en continu. Elle est causée par l'interaction entre son propre champ magnétique et le vent solaire.
Ce n'est pas une propriété unique de la Terre, car il existe de nombreuses autres planètes du système solaire qui ont leur propre champ magnétique comme: Jupiter, Mercure, Neptune, Saturne ou Uranus.
Figure 1. La magnétosphère terrestre et son interaction avec le vent solaire. Source: Wikimedia Commons.
Ce flux de matière qui s'écoule des couches externes de notre étoile, le fait sous forme de matière raréfiée, appelée plasma. Ceci est considéré comme le quatrième état de la matière, similaire à l'état gazeux, mais dans lequel des températures élevées ont fourni une charge électrique aux particules. Il se compose principalement de protons et d'électrons libres.
La couronne solaire émet ces particules avec tellement d'énergie qu'elles peuvent échapper à la gravité, dans un flux continu. C'est ce qu'on appelle le vent solaire, qui possède son propre champ magnétique. Son influence s'étend à tout le système solaire.
Grâce à l'interaction entre le vent solaire et le champ géomagnétique, une zone de transition se forme qui entoure la magnétosphère terrestre.
Le vent solaire, qui a une conductivité électrique élevée, est responsable de la distorsion du champ magnétique terrestre et le comprime du côté faisant face au Soleil. Ce côté est appelé le côté jour. De l'autre côté, ou côté nuit, le champ s'éloigne du Soleil et ses lignes s'étirent, formant une sorte de queue.
caractéristiques
- Les zones d'influence magnétique
Le vent solaire modifie les lignes de champ magnétique terrestre. Sinon pour lui, les lignes seraient étendues à l'infini, comme s'il s'agissait d'un aimant à barre. L'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre donne naissance à trois régions:
1) Zone interplanétaire, où l'influence du champ magnétique terrestre n'est pas perceptible.
2) Magnetofunda ou magnéto-enveloppe, étant la zone où se produit l'interaction entre le champ terrestre et le vent solaire.
3) La magnétosphère est la région de l'espace qui contient le champ magnétique terrestre.
Le couvercle de la magnéto est limité par deux surfaces très importantes: la magnétopause et le front de choc.
Figure 2. Structure de la magnétosphère. Source: Wikimedia Commons.
La magnétopause est la surface limite de la magnétosphère, environ 10 rayons terrestres du côté jour, mais elle peut être davantage comprimée, en particulier lorsque de grandes quantités de masse sont rejetées par la couronne solaire.
Pour sa part, le front de choc ou arc de choc est la surface qui sépare la gaine magnéto de la zone interplanétaire. C'est à ce bord que la pression magnétique commence à ralentir les particules du vent solaire.
- L'intérieur de la magnétosphère
Dans le diagramme de la figure 2, dans la magnétosphère ou la cavité qui contient le champ magnétique terrestre, on distingue des zones bien différenciées:
- Plasmasphère
- Feuille de plasma
- Colle magnéto ou colle magnétique
- Point neutre
Sphère de plasma
La plasmasphère est une zone formée par un plasma de particules de l'ionosphère. Les particules provenant directement de la couronne solaire qui ont réussi à se faufiler s'y arrêteront également.
Tous forment un plasma qui n'est pas aussi énergétique que celui du vent solaire.
Cette région commence à 60 km au-dessus de la surface de la terre et s'étend jusqu'à 3 ou 4 fois le rayon de la Terre, y compris l'ionosphère. La plasmasphère tourne le long de la Terre et chevauche partiellement les fameuses ceintures de rayonnement de Van Allen.
Colle magnéto et feuille de plasma
Le changement de direction du champ terrestre dû au vent solaire, est à l'origine de la magnétotail, ainsi qu'une zone confinée entre des lignes de champ magnétique de sens opposés: la nappe de plasma, également appelée nappe de courant, de plusieurs rayons terrestres d'épaisseur.
Point neutre
Enfin le point neutre est un endroit où l'intensité de la force magnétique est complètement annulée. L'un d'eux est illustré à la figure 2, mais il y en a d'autres.
Entre la partie jour et nuit de la magnétopause, il y a une discontinuité, appelée cuspide, où les lignes de force magnétique convergent vers les pôles.
C'est la cause des aurores boréales, puisque les particules du vent solaire tournent en spirale suivant les lignes magnétiques. Ainsi, ils parviennent à atteindre la haute atmosphère des pôles, ionisant l'air et formant des plasmas qui émettent une lumière et des rayons X de couleur vive.
Des gaz
La magnétosphère contient des quantités appréciables de plasma: un gaz ionisé de faible densité composé d'ions positifs et d'électrons négatifs, dans des proportions telles que l'ensemble est presque neutre.
La densité du plasma est très variable, allant de 1 à 4000 particules par centimètre cube, selon la zone.
Les gaz à l'origine du plasma de la magnétosphère proviennent de deux sources: le vent solaire et l'ionosphère terrestre. Ces gaz forment un plasma dans la magnétosphère composé de:
- Electrons
- Protons et 4% de
- Particules alpha (ions d'hélium)
Des courants électriques complexes sont créés à l'intérieur de ces gaz. L'intensité du courant de plasma dans la magnétosphère est d'environ 2 x 10 26 ions par seconde.
De la même manière, c'est une structure très dynamique. Par exemple, dans la plasmasphère, la demi-vie du plasma est de plusieurs jours et son mouvement est principalement rotationnel.
En revanche, dans les régions plus externes de la feuille de plasma, la demi-vie est de quelques heures et son mouvement dépend du vent solaire.
Les gaz du vent solaire
Le vent solaire provient de la couronne solaire, la couche externe de notre étoile, qui est à une température de quelques millions de Kelvin. Des jets d'ions et d'électrons jaillissent de là et se dispersent dans l'espace à raison de 10 9 kg / s ou 10 36 particules par seconde.
Les gaz très chauds issus du vent solaire sont reconnus par leur teneur en ions hydrogène et hélium. Une partie parvient à entrer dans la magnétosphère par la magnétopause, par un phénomène appelé reconnexion magnétique.
Le vent solaire constitue une source de perte de matière et de moment cinétique du Soleil, qui fait partie de son évolution en étoile.
Gaz de l'ionosphère
La principale source de plasma dans la magnétosphère est l'ionosphère. Là, les gaz prédominants sont l'oxygène et l'hydrogène qui proviennent de l'atmosphère terrestre.
Dans l'ionosphère, ils subissent un processus d'ionisation dû au rayonnement ultraviolet et à d'autres rayonnements à haute énergie, principalement du Soleil.
Le plasma de l'ionosphère est plus froid que celui du vent solaire, mais une petite fraction de ses particules rapides est capable de surmonter la gravité et le champ magnétique, ainsi que d'entrer dans la magnétosphère.
Références
- Bibliothèque numérique ILCE. Le soleil et la terre. Une relation orageuse. Récupéré de: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
- POT. La queue de la magnétosphère. Récupéré de: spof.gsfc.nasa.gov.
- POT. La magnétopause. Récupéré de: spof.gsfc.nasa.gov.
- Oster, L. 1984. Astronomie moderne. Éditorial Reverté.
- Wikipédia. Magnétosphère. Récupéré de: en.wikipedia.org.
- Wikipédia. Vent solaire. Récupéré de: es.wikipedia.org.