Les Coulisses des Aurores Polaires — 6/8 : Dynamique de la magnétosphère

La magnétosphère est hautement dynamique. Sa taille change en permanence sous les assauts du Soleil : quand le vent solaire est faible et lent, elle est très volumineuse ; quand il est rapide et intense, elle se comprime. Deux aspects nous intéressent particulièrement ici : le cycle de Dungey et les courants électriques.

Le cycle de Dungey

Lorsque l'IMF est orienté vers le sud, des reconnexions magnétiques peuvent se créer à l'avant de la magnétosphère. Ces reconnexions "ouvrent" la magnétosphère et permettent à la matière et à l'énergie du vent solaire d'entrer. Plus l'IMF est intense, plus ces ouvertures se font facilement.

Les lignes de champ magnétique suivent alors approximativement le cycle suivant :

1. Le champ magnétique terrestre se reconnecte avec l'IMF côté jour.
2. Les lignes de champ reconnectées transportent le plasma vers l'arrière (côté nuit).
3. Dans la magnétoqueue, les lignes peuvent se reconnecter à nouveau, libérant de l'énergie.
4. Comme un élastique qui se détend, elles retournent côté jour en accélérant des particules qui peuvent ainsi causer des aurores.

Le "pied" d'une ligne de champ réalise une boucle de convection qui fait circuler le plasma dans l'ionosphère. Cette circulation chauffe le milieu par interaction avec les molécules de la haute atmosphère et provoque des courants électriques.

Les courants électriques

Le mouvement de particules chargées le long des lignes de champ provoque des courants électriques dans notre magnétosphère. Les quatre principaux sont :

• Le courant de Chapman-Ferraro : d'ouest en est sur la magnétopause
• Le courant annulaire : d'est en ouest, le long d'un "anneau" situé entre 3 et 8 rayons terrestres
• Le courant de traversée de queue
• Les courants alignés : ils suivent les lignes de champ magnétique, descendent de la magnétosphère vers l'ionosphère, principalement aux latitudes élevées près des pôles magnétiques. Ils sont en partie responsables des aurores.

Les courants alignés se ferment au niveau des pôles terrestres grâce aux courants de Pedersen.

En bref

• Quand l'IMF est orienté vers le sud, des reconnexions magnétiques permettent le passage de la matière solaire dans la magnétosphère.
• Après reconnexion, les lignes de champ se déplacent et peuvent provoquer d'autres reconnexions dans la queue.
• Ces reconnexions accélèrent des particules qui, en suivant les lignes de champ, arrivent dans notre atmosphère.
• Il existe des courants électriques dans la magnétosphère et dans l'ionosphère, reliés par les courants alignés.