4. Particules aurorales et sous-orages magnétosphériques
Bien que le rôle essentiel des électrons ait été prédit dès le début du xxe siècle, ce n'est qu'au cours des années cinquante, avec les premières mesures en ballons stratosphériques du rayonnement X de freinage puis, surtout, avec les données obtenues sur fusées pendant l'Année géophysique internationale, que l'on put les identifier sans ambiguïté. Depuis 1958, le lancement d'un très grand nombre de satellites et le développement des techniques expérimentales se sont traduits par la collecte d'une masse imposante de données et par une avancée spectaculaire dans la compréhension des phénomènes auroraux. Le champ magnétique terrestre, dont la structure peut, en première approximation, être considérée comme dipolaire, soumet les particules chargées à la force de Laplace et leur mouvement global est la résultante de trois mouvements élémentaires. Le premier est une rotation autour du champ magnétique local. Le second est un mouvement de va-et-vient entre les deux hémisphères : la convergence des lignes de force vers la Terre crée une force dirigée le long du champ magnétique B⃗, vers le haut, qui réduit la composante de la vitesse de la particule parallèle à B⃗ dirigée vers la Terre et la renvoie vers l'hémisphère opposé où le même mécanisme la réfléchira de nouveau. La particule a donc un mouvement de va-et-vient entre deux points, l'un au nord, l'autre au sud, appelés points miroirs, où l'angle d'attaque de la particule défini par α = (V⃗, B⃗) est égal à 900. La force de Laplace étant perpendiculaire à la vitesse, l'énergie de la particule reste constante au cours du mouvement. À ces deux mouvements se superpose une dérive longitudinale qui amène les particules à tourner autour de la Terre sur une coquille magnétique. Les périodes caractéristiques de ces différents mouvements sont très différentes : dans le cas des électrons, par exemple, la première varie de 1 microseconde à basse altitude à quelques centaines de m […]
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