À la suite de la mission Endurance, lancée par la Nasa en 2022, des chercheurs ont pu prouver l’existence d’un nouveau champ magnétique énergétique, en plus de la gravité et du magnétisme. Baptisé « champ électrique ambipolaire », il permettrait de faire s’échapper des particules chargées électriquement dans l’espace.
Une soixantaine d’années auparavant, des chercheurs avaient émis l’hypothèse de l’existence d’un phénomène physique particulier dans l’atmosphère. Celui-ci était connu sous le nom de « champ électrique ambipolaire », mais jusqu’ici, rien ne permettait d’affirmer son existence. Suite à l’analyse des données issues de la mission Endurance [1] de la NASA, ce champ électrique a enfin été détecté pour la première fois. C’est une nouvelle retentissante car ce champ pourrait avoir un rôle tout aussi fondamental pour la Terre que les champs gravitationnel et magnétique. L’article, détaillant l’étude qui a conduit à la découverte du champ, a été publié dans la revue Nature.
Le champ électrique ambipolaire
La Terre est constituée de plusieurs champs qui contribuent à y faire prospérer la vie. « Le champ gravitationnel permet de retenir l’atmosphère, autrement il aurait tendance à s’échapper vers l’espace » précise Glyn Collinson, chercheur principal sur la mission Endurance. Le champ magnétique, lui, nous protège des rayons (des flux de particules) émis par le Soleil. Le champ électrique ambipolaire est le troisième qui vient d’être détecté cette année. Selon Glyn Collinson, ce champ « contredit le champ gravitationnel et élimine des particules dans l’espace ». Dès les premiers lancements de sondes spatiales, un flux de particules était détecté à proximité des pôles, tel un vent supersonique. Il sera nommé plus tard « vent polaire ». En raison de certaines propriétés particulières des particules (notamment liées à leur température), une source jusqu’ici inconnue devait aider celles-ci à s’échapper de l’atmosphère. Ceci semble donc être le rôle de ce champ électrique ambipolaire, qui a pu être détecté grâce à des technologies de pointe conçues spécialement pour cette découverte.
Le point de départ du champ serait localisé dans la haute atmosphère [2], dans la ionosphère [3] plus précisément, à environ 250 kilomètres d’altitude. Son utilité serait, d’une part, d’attacher les électrons (chargés négativement) et les ions (chargés positivement) ensemble et, d’autre part, de permettre la projection de ces particules dans l’espace, qui auraient autrement tendance à être attirées vers le centre de la Terre sous l’effet de la gravité. Les ions hydrogène, par exemple, subissent une force extérieure, due au champ électrique ambipolaire, 10,6 fois plus forte que la gravité. « C’est plus que suffisant pour contrer la gravité, en fait, c’est suffisant pour les lancer vers le haut dans l’espace à des vitesses supersoniques » explique Alex Glocer, scientifique du projet Endurance à la NASA. En résumé, ce champ électrique ambipolaire conduirait à un « soulèvement » de l’atmosphère, permettant ainsi l’échappement de particules dans l’espace.
Cette mission a principalement donné lieu à la détection, pour la première fois, de ce nouveau champ, jusqu’ici théorisé. Les prochaines études et missions contribueront à affiner son fonctionnement avec une plus grande précision, ainsi que son utilité pour la Terre, voire même pour d’autres planètes.
Rédigé par François Terminet.
Image : Impression écran de la vidéo de présentation de la NASA, Source : NASA
[1] Endurance a été lancée le 10 mai 2022. Elle avait pour objectif de mesurer le potentiel électrique global de la Terre, c’est-à-dire la force d’attraction exercée par le champ électrique terrestre sur les particules chargées électriquement dans l’air.
[2] La haute atmosphère débute environ à 70 kilomètres d’altitude et est constituée de la thermosphère et de l’ionosphère.
[3] L’ionosphère est une couche constituée de plasma, donc de gaz ionisé, le gaz est ici chargé électriquement. Cette couche se mélange et co-existe avec la, qui est composée de gaz neutre. La température dans ces couches peut monter à plus de 1000°C.
