La mission GOLD (Global-scale Observations of the Limb and Disk) de la NASA a révélé des formations inattendues en forme de C et de X dans la couche de gaz électrifiée qui constitue l’ionosphère.
Bien que ces formes alphabétiques aient déjà été observées, GOLD les voit plus clairement que d’autres instruments et les trouve désormais là et quand les scientifiques ne s’y attendaient pas. Leurs apparitions surprenantes démontrent que nous avons encore beaucoup à apprendre sur l’ionosphère et ses effets sur les signaux de communication et de navigation qui la traversent.
L’ionosphère, qui s’étend entre 80 et 640 kilomètres au-dessus de notre planète, se charge électriquement pendant la journée lorsque la lumière du soleil frappe notre planète et que son énergie arrache les électrons des atomes et des molécules. Cela crée une soupe de particules chargées, appelée plasma, qui permet aux signaux radio de parcourir de grandes distances.
Près de l’équateur magnétique terrestre, les particules chargées se dirigent vers le haut et vers l’extérieur le long des lignes de champ magnétique, créant deux bandes denses de particules au nord et au sud de l’équateur que les scientifiques appellent crêtes. À mesure que la nuit tombe et que l’énergie du Soleil diminue, des poches de plasma de faible densité, appelées bulles, peuvent se former dans l’ionosphère. En raison de leur densité variable, les crêtes et les bulles peuvent interférer avec les signaux radio et GPS.
Alors que les observations précédentes fournissaient de brefs aperçus des crêtes et des bulles dans l’ionosphère, GOLD surveille ces caractéristiques sur de longues périodes. Cela est dû à son orbite géostationnaire, qui tourne autour de notre planète au même rythme que la Terre, permettant à l’OR de flotter au-dessus de l’hémisphère occidental.
L’ionosphère est sensible aux perturbations provenant à la fois de l’espace et du climat terrestre. GOLD a déjà révélé qu’après une tempête solaire ou une grande éruption volcanique, les crêtes de l’ionosphère peuvent fusionner pour former une forme en X. Mais maintenant, GOLD a vu une forme en X se former à plusieurs reprises en l’absence de telles perturbations, ce que les scientifiques appellent. “moments de silence.”
“Les rapports précédents de fusions se produisaient uniquement dans des conditions géomagnétiques perturbées ; il s’agit d’une caractéristique inattendue dans des conditions géomagnétiques calmes”, a déclaré Fazlul Laskar du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de l’Université du Colorado, qui est le chercheur principal. une déclaration. auteur principal d’un article sur cette découverte publié par le Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Ces apparitions inattendues indiquent aux scientifiques que quelque chose d’autre doit être impliqué dans la formation de ces formes de X. Des modèles informatiques suggèrent que le X pourrait se développer lorsque des changements dans la basse atmosphère poussent le plasma vers le bas.
“Le X est étrange car il implique qu’il y a des pilotes beaucoup plus localisés”, a déclaré Jeffrey Klenzing, un scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA qui étudie l’ionosphère. “Cela est attendu lors d’événements extrêmes, mais le voir pendant une” période calme “suggère que l’activité de la basse atmosphère détermine de manière significative la structure de l’ionosphère.”
DES BULLES EN FORME DE C INDIQUENT DE FORTES TURBULENCES
GOLD a également découvert de surprenantes bulles de plasma en forme de C qui indiquent d’autres dynamiques énigmatiques influençant l’ionosphère.
La plupart des bulles de plasma semblent longues et droites et se forment le long des lignes de champ magnétique. Mais certaines bulles ont la forme d’un C ou d’un C inversé, qui, selon les scientifiques, sont formées par les vents terrestres. Les modèles informatiques suggèrent qu’une forme en C se forme si les vents augmentent avec l’altitude à l’équateur magnétique et une forme en C inversé si les vents diminuent avec l’altitude.
“C’est un peu comme un arbre qui pousse dans une zone venteuse”, explique Klenzing. “Si les vents soufflent normalement vers l’est, l’arbre commence à pencher et à pousser dans cette direction.”
Dans un article publié en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics, le scientifique du LASP Deepak Karan et ses collègues rapportent que GOLD a observé des bulles de plasma en forme de C et en forme de C inversé qui semblent étonnamment proches les unes des autres, à environ 600 kilomètres. loin.
“Dans cette proximité, ces deux bulles de plasma de formes opposées n’avaient jamais été imaginées, jamais photographiées”, a déclaré Karan. Pour que la configuration des vents change de direction dans une zone aussi petite, Karan pense qu’une certaine forme de forte turbulence, telle qu’un vortex, un cisaillement du vent ou une activité semblable à une tornade, est probablement impliquée dans l’atmosphère.
“Le fait que nous ayons des bulles de formes très différentes et si proches les unes des autres nous indique que la dynamique de l’atmosphère est plus complexe que prévu”, a déclaré Klenzing.
Ces couples étroits semblent rares, avec seulement deux cas enregistrés par GOLD jusqu’à présent. Cependant, comme ces fonctionnalités peuvent perturber les technologies critiques de communication et de navigation, « il est très important de comprendre pourquoi cela se produit », a déclaré Karan. “S’il y a eu un vortex ou un cisaillement très fort dans le plasma, cela déformera complètement le plasma sur cette région. Les signaux seront complètement perdus avec une forte perturbation comme celle-ci.”
