Chaque fois qu'une impulsion frappe la limite extérieure du bouclier - une région connue sous le nom de magnétopause - des secousses ondulent à travers sa surface puis sont réfléchies une fois qu'elles atteignent les pôles magnétiques, tout comme le visage d'un tambour ondule comme un percussionniste le bat.
Et (roulement de tambour) c'est la première fois depuis que les chercheurs ont proposé il y a 45 ans l'idée de la magnétopause, c'est comme un tambour que la technologie a enregistré le phénomène directement, ont déclaré les chercheurs.
La magnétosphère côté jour, le côté du champ magnétique directement entre la Terre et le soleil, est un vaste endroit. Il s'étend généralement environ 10 fois le rayon de la Terre vers le soleil, soit environ 41 000 miles (66 000 kilomètres), a déclaré le chercheur principal de l'étude Martin Archer, physicien du plasma spatial à l'Université Queen Mary de Londres.
Les mouvements de la magnétopause peuvent avoir un impact sur le flux d'énergie dans l'environnement spatial de la Terre, a noté Archer. Par exemple, la magnétopause peut être impactée par le vent solaire, ainsi que par des particules chargées sous forme de plasma qui soufflent du soleil. Ces interactions avec la magnétopause, à leur tour, peuvent endommager la technologie, y compris les réseaux électriques et les appareils GPS.
Bien que les physiciens aient proposé que les explosions de l'espace puissent faire vibrer la magnétopause comme un tambour, ils ne l'avaient jamais vu en action. Archer savait que ce serait un phénomène difficile à capturer; on aurait besoin de plusieurs satellites juste au bon endroit au bon moment (c'est-à-dire, tout comme la magnétopause a été dynamitée avec une forte impulsion). On espérait que ces satellites captureraient non seulement les vibrations mais excluraient également d'autres facteurs qui auraient pu causer ou contribuer aux ondes de type tambour.
Mais Archer et son équipe n'ont pas été découragés et ont étudié la théorie de ces oscillations de type tambour, en tenant compte de certaines complexités qui ont été omises de la théorie originale, a déclaré Archer à Live Science. "Cela impliquait de combiner des modèles plus réalistes de la magnétosphère entière de la journée, ainsi que d'exécuter des simulations informatiques mondiales de la réponse de la magnétosphère à des impulsions aiguës."
Ces modèles et simulations "nous ont donné des prédictions testables à rechercher dans les observations par satellite", a-t-il déclaré.
Ensuite, les scientifiques ont compilé "une liste de critères qui seraient nécessaires pour fournir des preuves sans équivoque de ce tambour", a déclaré Archer. Ces critères étaient stricts et nécessitaient la présence d'au moins quatre satellites d'affilée près de la frontière de la magnétosphère. Ce n'est qu'alors que les chercheurs ont pu recueillir des données sur l'impulsion motrice, le mouvement de la frontière et les sons de signature dans la magnétosphère, a-t-il déclaré.
Étonnamment, tout s'est mis en place pour les chercheurs. La mission de l'historique des événements et des interactions à l'échelle macro pendant les sous-orages de la NASA (THEMIS) comprend cinq sondes identiques qui étudiaient l'aurore polaire ou les lumières polaires. Ces vaisseaux spatiaux ont pu cocher toutes les cases dont Archer et son équipe avaient besoin pour confirmer que la magnétosphère vibrait comme un tambour, a-t-il déclaré.
"Nous avons trouvé la première preuve d'observation directe et sans ambiguïté que la magnétopause vibre dans un modèle d'ondes stationnaires, comme un tambour, lorsqu'elle est frappée par une forte impulsion", a déclaré Archer. "Compte tenu des 45 années écoulées depuis la théorie initiale, il avait été suggéré qu'elles ne pourraient tout simplement pas se produire, mais nous avons montré qu'elles étaient possibles."
Archer décrit la découverte plus en détail dans une vidéo qu'il a créée.
La découverte était de la musique aux oreilles d'Archer.
"Le champ magnétique terrestre est un gigantesque instrument de musique dont la symphonie nous affecte grandement à travers la météo spatiale", a-t-il déclaré. "Nous savons que des analogues du vent et des instruments à cordes s'y produisent depuis des décennies, mais maintenant nous pouvons également ajouter des percussions dans le mix."
Cependant, il est fondamentalement impossible d'entendre ces vibrations dans l'espace. "Les fréquences que nous avons détectées - 1,8 et 3,3 millihertz - sont plus de 10 000 fois trop basses pour être audibles par l'oreille humaine", a déclaré Archer.
De plus, "il y a si peu de particules dans l'espace, que les pressions associées aux oscillations ne seraient pas assez fortes pour déplacer un tympan", a-t-il noté. Pour entendre les données, lui et son équipe ont dû "manipuler les données des instruments sensibles à bord des sondes THEMIS pour convertir les signaux en quelque chose d'audible pour nous".
Note de l'éditeur: L'histoire a été corrigée pour changer le mégahertz en millihertz. Un millihertz est mille fois plus petit qu'un Hertz, c'est pourquoi les fréquences de la magnétopause sont trop basses pour que l'oreille humaine puisse les entendre.
