Voir aussi : le
Soleil - Le magnétisme
- L'ionosphère - Aurore polaire
Définition
La magnétosphère
est l'ensemble des lignes de champ magnétique terrestre
situées au-delà de l'ionosphère, au dessus
de 800 à 1000 km d'altitude. S'il n'y avait pas de vent
solaire, le spectre magnétique de la Terre serait semblable,
en première approximation, à celui d'un aimant droit
isolé. En réalité la magnétosphère
agit comme un écran et protège la surface terrestre
des excès du vent solaire, nocif pour la vie. Elle s'oppose
au vent solaire comme une culée de pont dévie le
courant d'une rivière. En contrepartie le vent solaire
déforme le spectre magnétique de la Terre en lui
donnant une forme de comète comme le montre un peu la figure
ci-dessous.
Structure de la magnétosphère
Le Soleil se trouve en dehors de
la figure, sur la gauche. Le vent solaire est représenté
par trois flèches parallèles mais, en réalité,
il s'écoule de part et d'autre de la magnétosphère,
la limite entre celle-ci et le milieu interplanétaire étant
la magnétopause (repère Mp) qui se
trouve à environ 60000 km de la Terre (nota : la figure
n'est pas à l'échelle). En avant de la magnétopause
se trouve la surface de choc (repère S),
lieu où le plasma solaire est fortement ralenti avant de
s'écouler dans la magnétogaine (repère
Mg), zone de turbulence comprise entre la surface de choc
et la magnétopause. Dans les régions polaires, du
côté du Soleil (''côté jour''), se trouve
les cornets polaires (repère Cp). Les cornets
polaires agissent comme des entonnoirs dans lesquels les particules
électrisées du vent solaire peuvent pénétrer
et provoquer l'apparition d'aurores polaires. Les aurores, boréales
dans l'hémisphère nord, australes dans l'Antarctique,
se forment dans les zones aurorales nord et sud (repère
Za).
Du côté nuit, les lignes de champ repère
Lc) ne se referment pas et constituent la queue
avec le feuillet neutre et la couche de plasma(repère Pl).
La queue s'étire à plus de 300 000 km dans la direction
opposée au Soleil.
A moins de quelques milliers de km de la surface terrestre se
trouve une zone annulaire (repère Zp) placée
dans le plan de l'équateur magnétique dans laquelle
des particules électrisées, protons et électrons
provenant du vent solaire, peuvent se retrouver ''piégés''
par le champ magnétique.. C'est là que se forment
les ceintures de Van Allen ou ceintures de radiations.
Ceintures
de Van Allen
1958. A partir des mesures effectuées
par des compteurs Geiger embarqués dans les satellites
Explorer 1 et Explorer 3, James Van Allen découvre que
la Terre est entourée au niveau de son équateur
magnétique de deux zones de forme toroïdales où
le niveau de radiations pourrait être mortel pour un spationaute
sans protection. Ces deux zones, qui font partie de la magnétosphère,
ont été appellées ''ceintures de radiations
de Van Allen'' ; la première, centrée à environ
5000 km d'altitude, est constituée principalement de protons
à haute énergie (jusqu'à plusieurs dizaines
de MeV) provenant du [[vent solaire]] et du rayonnement cosmique,
''piégés'' par le champ magnétisme terrestre.
La ceinture extérieure, plus large et plus instable, se
déploie entre 20000 et 36000 km ; elle est constituée
d'électrons également à haute énergie
(<1MeV). Les particules des deux ceintures se déplacent
en permanence à grande vitesse entre les parties nord et
sud de la magnétosphère.