Quels sont les éléments de la magnétosphère terrestre?
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Cette atmosphère n'est pas faite d'atomes stables, mais elle est continuellement perdue et réapprovisionnée par différentes sources. Les atomes d'hydrogène et d'hélium proviennent probablement du vent solaire, se diffusant dans la magnétosphère de Mercure avant de s'échapper à nouveau dans l'espace. La radioactivité des éléments enfouis dans la croûte de Mercure est une autre source d'hélium, aussi bien que de sodium et de potassium.
Atmosphère de Mercure
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Cette hypothèse est le point de départ du modèle physique décrivant la formation d'une magnétosphère résultant de l'interaction du champ magnétique terrestre avec un flux de particules électriquement chargées issues du Soleil. Ce premier modèle a été établie par Sydney Chapman et Vincenzo Ferraro en 1931. Des modèles semi-empiriques bien plus réalistes de la magnétosphère terrestre ont été ultérieurement publiés par Nikolai Tsyganenko .
Magnétosphère
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La magnétosphère terrestre est située au-delà de l'ionosphère, c'est-à-dire au-dessus de d'altitude. S'il n'y avait pas de vent solaire, la forme et la topologie des lignes de champ magnétique de la Terre serait comparable à celles autour d'un aimant droit isolé. En réalité, la magnétosphère agit comme un écran qui protège la surface terrestre des excès d'énergie du vent solaire, nocifs pour la vie. Elle s'oppose au vent solaire comme une pile de pont détourne le courant d'une rivière, mais en contrepartie, le vent solaire déforme le champ magnétique autour de la Terre, en lui donnant généralement une allure de queue de comète, comme le montre schématiquement la figure ci-dessous.
Magnétosphère
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La magnétosphère de Jupiter éjecte des flux d'électrons de haute énergie et d'ions dont l'énergie peut aller jusqu'à des dizaines de mégaélectronvolts qui voyagent aussi jusqu'à l'orbite terrestre. Ces flux sont très collimatés et varient selon la période de rotation de la planète, comme les émissions radio. À cet égard, Jupiter est similaire à un pulsar.
Magnétosphère de Jupiter
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Toute planète dotée d'un champ magnétique (Mercure, la Terre, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) possède sa propre magnétosphère. Vénus ne possède pas de champ magnétique interne et ne forme donc pas de véritable magnétosphère autour d'elle. Sur Mars, on a observé des anomalies magnétiques locales dans l'écorce planétaire, restes présumés d'un champ magnétique ancestral de nos jours disparu. Le terme « magnétosphère » est aussi utilisé pour décrire une région dominée par des champs magnétiques de plusieurs objets célestes.
Magnétosphère
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La magnétosphère de Saturne est remplie de plasma originaire de la planète et de ses satellites naturels, notamment d'Encelade qui éjecte jusqu’à de vapeur d’eau par ses geysers situés à son pôle sud ou de l'atmosphère de Titan dont les particules ionisées interagissent avec la magnétosphère. Par ailleurs, il se trouve à l’intérieur de la magnétosphère une ceinture de radiation, similaire à la ceinture de Van Allen pour la Terre, qui contient des particules d’énergie pouvant atteindre la dizaine de mégaélectronvolts.
Saturne (planète)
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Des particules d'hydrogène de l'atmosphère jovienne sont également capturées dans la magnétosphère. Les électrons de la magnétosphère provoquent un intense rayonnement radio dans une large gamme de fréquence (de quelques kilohertz à ). Lorsque la trajectoire de la Terre intercepte ce cône d'émissions radio, celles-ci dépassent les émissions radio en provenance du Soleil.
Jupiter (planète)
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La croûte lunaire est composée d’une grande variété d’éléments : oxygène, silicium, magnésium, fer, titane, calcium, aluminium, potassium, uranium, thorium et hydrogène. Sous l’effet du bombardement par les rayons cosmiques, chaque élément émet vers l’espace un rayonnement, sous forme de photons gamma, rayonnement dont le spectre (distribution de l’intensité relative en fonction de la longueur d’onde) est propre à l’élément chimique. Quelques éléments sont radioactifs (uranium, thorium et potassium) et émettent leur propre rayonnement gamma. Cependant, quelles que soient les origines de ces rayonnements gamma, chaque élément émet un rayonnement unique, que l’on appelle une « signature spectrale », discernable par spectromètre. Depuis les missions américaines Clementine et Lunar Prospector, les scientifiques ont construit de nouvelles cartes d'abondances (dites "géochimiques") des éléments à la surface de la Lune.
Structure interne de la Lune
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À moins de quelques milliers de kilomètres 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 "piégées" par le champ magnétique. C'est là que se forment les ceintures de Van Allen ou "ceintures de radiations".
Magnétosphère
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Equator-S est une mission spatiale scientifique à bas coût développée pour étudier la magnétosphère terrestre au niveau de l'équateur jusqu'à une distance de km et constitue un des éléments de la flotte de satellites développée dans le cadre du programme ISTP. Le programme IASTP coordonne les efforts de plusieurs agences spatiales (principalement la NASA, l'ESA et l'agence japonaise) autour de l'étude de la magnétosphère terrestre. Il s'agit de lancer des engins effectuant simultanément des mesures à l'avant de la magnétosphère au milieu du vent solaire (WIND, SOHO, ACE, IMP-8), dans les régions polaires (POLAR) et équatoriales de la magnétosphère, dans la queue magnétique ainsi que dans la magnétopause (GEOTAIL, ). Ce satellite de conception très simple utilise des instruments développés pour d'autres missions de l'IASTP. La particularité de ce satellite est son orbite quasi équatoriale et sa vitesse de rotation particulièrement élevée qui lui permet d'effectuer des mesures avec une fréquence importante. L'idée d'une mission de ce type prend naissance dans les années 1980 dans le cadre du programme GGS ("Global Geospace Science") de la NASA. Ce programme est arrêté en 1986 et plusieurs tentatives de le réactiver échouent. En 1991 l'Institut Max-Planck de physique extraterrestre (MPE) en Allemagne, décide de reprendre la mission envisagée dans l'intérêt de l'étude globale de la magnétosphère mais également parce que le satellite fournit à ses chercheurs une occasion de tester un instrument qu'ils viennent de développer. Celui-ci, l'EDI ("Electric Field Grad. Magn. Field"), mesure les champs électriques avec deux faisceaux d'électrons. En 1994 l'agence spatiale allemande de l'époque, la DARA, accepte de financer en partie la mission. Le complément est apporté par l'Institut Max Planck.
Equator-S