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Boucliers levés
Au-dessus de l'atmosphère terrestre, les électrons passent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. De tels électrons ultrarelativistes, qui constituent la bande extérieure des ceintures de rayonnement de Van Allen, peuvent parcourir la planète en seulement cinq minutes, bombardant tout ce qui se trouve sur leur passage. L'exposition à un tel rayonnement à haute énergie peut causer des ravages sur l'électronique des satellites et poser de graves risques pour la santé des astronautes.
Aujourd'hui, des chercheurs du MIT et d'ailleurs ont identifié une limite stricte à la proximité des électrons ultrarelativistes. Peu importe où ils tournent autour de l'équateur, ils ne peuvent pas s'approcher à moins d'environ 11 000 kilomètres de la surface de la planète, malgré leur énergie intense.
Ce qui maintient ce rayonnement à haute énergie à distance ne semble être ni le champ magnétique de la planète ni les ondes radio à longue portée, mais plutôt un phénomène appelé sifflement plasmasphérique - des ondes électromagnétiques à très basse fréquence dans la haute atmosphère qui, lorsqu'elles sont lues à travers un haut-parleur, ressembler à un bruit statique ou blanc.
Les résultats de l'équipe, publiés dans La nature , sont basés sur des données recueillies par les sondes Van Allen de la NASA, des engins jumeaux qui orbitent dans l'environnement hostile des ceintures de radiation de Van Allen. Chaque sonde est conçue pour résister à un bombardement radiatif constant afin de mesurer le comportement des électrons de haute énergie dans l'espace.
Après avoir analysé les 20 premiers mois de données renvoyées par les sondes, les chercheurs ont observé une barrière extrêmement nette contre les électrons ultrarelativistes. Cette barrière est restée stable même contre une tempête solaire, qui a poussé des électrons vers la terre de manière progressive en octobre 2013.
Le groupe a découvert que la barrière naturelle peut être due à une interaction entre les électrons entrants et le sifflement plasmasphérique. Cette conclusion était basée sur la mesure par les sondes Van Allen de l'angle de tangage des électrons - le degré auquel le mouvement d'un électron est parallèle ou perpendiculaire au champ magnétique de la planète. Les chercheurs ont découvert que le sifflement plasmasphérique agit lentement pour faire tourner les trajectoires des électrons, les faisant tomber dans la haute atmosphère sur une trajectoire parallèle à une ligne de champ magnétique. Dans l'atmosphère, ils sont susceptibles d'entrer en collision avec des atomes neutres et de disparaître.
C'est un phénomène très inhabituel, extraordinaire et prononcé, déclare John Foster, directeur associé de l'observatoire Haystack du MIT. Ce que cela nous dit, c'est que si vous garez un satellite ou une station spatiale en orbite avec des humains juste à l'intérieur de cette barrière impénétrable, vous vous attendez à ce qu'ils aient une durée de vie beaucoup plus longue. C'est une bonne chose à savoir.