Qu’est-ce qu’un ouragan spatial ?

Un « ouragan spatial » a été détecté pour la première fois dans la haute atmosphère de la Terre. Une équipe de scientifiques a rapporté cette découverte dans la revue Nature Communications le 22 février 2021. Leur description du phénomène confirme enfin l’existence des ouragans spatiaux, déjà envisagés.

À quoi ressemble un ouragan spatial ? « Un ouragan spatial est un phénomène autour du pôle magnétique dans la haute atmosphère de la planète », explique à Numerama Qinghe Zhang, de l’institut des sciences spatiales à l’université du Shandong en Chine et principal auteur de l’étude. Ces structures ont plusieurs caractéristiques notables, à commencer par « une tache aurorale de type cyclonique énorme (un diamètre au-dessus de 1 000 km) et durable (environ 8 heures) avec plusieurs bras et une tendance à la rotation antihoraire », décrit le scientifique. Il y a aussi un « écoulement horizontal près de son centre (l’œil de l’ouragan) ».

Une énorme spirale en forme d’entonnoir

Les diverses propriétés que les auteurs ont mises en évidence « sont très similaires à l’ouragan de basse atmosphère, c’est pourquoi nous l’appelons de manière analogique ‘ouragan spatial’ », décrit Qinghe Zhang. Ici, l’ouragan se produit au niveau de l’ionosphère, la zone de la haute atmosphère de la planète. Elle se distingue par la présence de particules chargées (des électrons et des ions), formées sous l’effet du rayonnement solaire (on parle de photo-ionisation).

« En fait, l’ouragan spatial est une énorme spirale magnétique en forme d’entonnoir au-dessus de l’ionosphère polaire de la Terre, qui s’étend de l’ionosphère à la magnétosphère », résume le chercheur. La magnétosphère est située au-delà de l’ionosphère, et dans cette zone le champ magnétique terrestre est confiné par le vent solaire (un plasma éjecté par le Soleil).

L'ouragan Florence vu depuis l'espace.

Source : Flickr/CC/Nasa Goddard Space Flight Center

Les auteurs de l’étude ont relevé, comme nous le détaille Qinghe Zhang, « des différences intrigantes entre les cyclones sur Terre et dans l’espace ». Il y a tout d’abord une disparité dans la manière dont ces structures sont alimentées. « Les cyclones tropicaux nécessitent une forte poussée par le bas (un flux de chaleur extrême dû à la montée de l’air humide au-dessus d’un océan chaud) », décrit le scientifique. Quant aux ouragans spatiaux, ils sont créés à partir « d’une forte poussée vers le haut, dans des conditions dans lesquelles on s’attend généralement à ce que la poussée soit faible ».

« Probablement un phénomène universel »

Il reste bien des mystères à percer au sujet des ouragans spatiaux. Comment peuvent-ils se former ? « Lorsque le vent solaire supersonique est très dynamique, ce qui est l’état le plus courant dans notre système solaire, il n’y a tout simplement pas assez de temps pour que l’ouragan spatial se développe », fait remarquer le scientifique. Mais il y a encore un autre paramètre surprenant : « nous trouvons une poussée étonnamment grande sur une zone de la calotte polaire qui n’est normalement pas envisagée par les physiciens de l’espace ».

La découverte du phénomène sur Terre pose inévitablement la question de savoir si les ouragans spatiaux pourraient exister ailleurs, sur d’autres corps du système solaire, voire des exoplanètes. « Oui, nous pensons que l’ouragan spatial est probablement un phénomène universel, répond Qinghe Zhang, qui se produit sur d’autres corps magnétisés avec du plasma dans l’univers (les planètes et leurs lunes, etc). Par exemple, une tache aurorale similaire et persistante a déjà été observée autour du pôle magnétique de Jupiter. »

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