©Planeterrella Un simulateur d’aurores polaires
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Magnétopause

Cette observation est délicate à faire avec la Planeterrella I, relativement aisée avec la Planeterrella II et, depuis novembre 2012, très facile avec la Planeterrella III. Dans le premier cas, il faut en effet utiliser une alimentation puissante, plusieurs dizaines de milli-Ampères (attention !!! Il faut être très prudent avec de telles intensités). Dans les autres cas, il suffit de rapprocher les sphères puisqu’elles sont désormais mobiles. On peut même visualiser pour la première fois au monde peut-être la formation d’une magnétosphère et d’une zone de choc ! Pour faire cette observation, les aimants dans les sphères sont positionnés à l’inverse l’un de l’autre : le nord magnétique est en haut dans l’étoile (grosse sphère), et en bas dans la planète (petite sphère).

Les électrons sont conduits le long d’une ligne magnétique qui connecte de façon privilégiée les pôles inverses : nord de l’étoile vers le sud de la planète, ou sud de l’étoile vers le nord de la planète. Il se crée donc une zone de passage privilégiée, entre les 2 sphères où leur concentration est suffisante pour que le rayonnement du gaz excité par collision soit visible.

Cette zone rappelle celle qui se trouve en amont de la Terre, entre 30 000 et 40 000 kilomètres d’altitude, en amont de la magnétosphère formée par le champ magnétique planétaire, qu’on appelle la « zone de choc ». Cependant, dans le cas de la Terre, il n’y a pas assez de gaz pour émettre de la lumière à cette altitude et le vent solaire est constitué d’électrons, mais aussi d’ions. Entre la zone de choc et l’étoile, l’espace est soumis au vent stellaire. En aval de la zone de choc (vers la planète, donc), on entre dans la magnétosphère, là où les électrons sont conduits vers les ceintures de radiations et les ovales auroraux. Dans la magnétosphère, l’environnement en dehors des ceintures et des zones aurorales est peu agressif pour les satellites et les spationautes. La frontière entre la magnétosphère et le vent solaire (donc tout de suite en aval de la zone de choc) s’appelle la magnétopause.

Plus le Soleil est actif, plus le vent solaire comprime la magnétosphère, poussant la magnétopause plus proche vers la Terre. Or, les satellites en orbite géostationnaire volent à 36 000 kilomètres d’altitude. Lorsque le Soleil est calme, ils sont dans la magnétosphère, dans un environnement relativement inoffensif. Mais lorsque le soleil est actif, la pression du vent solaire déplace la magnétopause vers la Terre, jusqu’à environ 30 000 kilomètres d’altitude. Les satellites se retrouvent alors hors de la magnétosphère, directement exposés aux particules énergétiques du Soleil.

Illustration magnétopause Illustration de la magnétopause sur une vue d’artiste (crédit : NASA)

Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG)