vendredi 18 novembre 2016

Des électrons accélérés à des vitesses proches de la lumière ont été repérés – et personne ne peut l’expliquer

Dans la région de l’espace située en bordure du champ magnétique de la Terre, une salve d’électrons accélérés à des vitesses proches de la lumière ont été repérés par

Crédits : EzumeImages / Istock

Dans la région de l’espace située en bordure du champ magnétique de la Terre, une salve d’électrons accélérés à des vitesses proches de la lumière ont été repérés par la NASA — et personne ne peut l’expliquer.

Le phénomène casse tout bonnement les modèles de la physique actuelle. En fait, notre compréhension actuelle de la physique des particules suggère que ce genre d’accélération devrait être impossible si loin de la magnétosphère. « C’est un peu déconcertant, aucun modèle ne convient », concède David Sibeck, l’un des chercheurs du Centre de vol spatial Goddard de la NASA. « Il y a une lacune dans nos connaissances ».

Ces électrons mesurés à très grande vitesse ont été détectés par cinq satellites mis en orbite autour de la Terre pour observer comment le champ magnétique de protection de notre planète capturait puis libérait les vents solaires. Au-dessus de nos têtes, le champ magnétique terrestre dévie en effet constamment des particules supersoniques en provenance du soleil. Lorsque cette interaction se produit, les électrons rencontrent la couche extérieure de la magnétosphère et son champ magnétique les ralentit. La plupart d’entre eux sont ensuite déviés dans l’espace, mais certains sont réfléchis vers le soleil, formant une bande de haute énergie constituée d’électrons surexcités juste en dehors de la magnétosphère.
Jusqu’alors, les physiciens pensaient que chaque fois que ces particules entraient en collision avec notre bouclier magnétique, ces dernières engrangeaient de l’énergie avant d’accélérer à des vitesses proches de celle de la lumière. Mais de nouvelles observations suggèrent que les électrons présents dans cette région située juste en dehors de la magnétosphère pouvaient également engranger de l’énergie dans cette même région. En d’autres termes, l’énergie engrangée ne proviendrait pas de l’onde de choc comme cela avait été précédemment pensé.
« Si les électrons avaient été accélérés dans le choc d’étrave, ils auraient eu un sens de déplacement préféré — en ligne avec le champ magnétique et s’éloignant de l’onde de choc dans une petite région du ciel bien spécifique » explique l’un des chercheurs. « Les électrons observés se déplaçaient quant à eux dans toutes les directions et pas seulement le long des lignes de champ magnétique. De plus, l’onde de choc ne peut produire qu’environ un dixième de l’énergie des électrons observés ».
Alors d’où viennent ces électrons ? Pour l’instant, les scientifiques pataugent un peu, mais de nouvelles observations pourraient nous fournir des indices essentiels à la compréhension de ce comportement inexplicable. Une compréhension primordiale puisque cela affecte à peu près tous les domaines qui traitent des particules de haute énergie, des études de rayons cosmiques aux éruptions solaires et leurs éjections de masse coronale qui peuvent potentiellement endommager les satellites et affecter les prochaines expéditions sur Mars.

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