Un peu à la manière dont l'eau d'un fleuve coule autour d'une île, le vent solaire contourne en principe notre planète. Mais un faible pourcentage de ce dangereux bombardement, capable de perturber les installations électriques, réussit malgré tout à franchir la magnéto­sphère terrestre. Des chercheurs allemands, suédois et français viennent d'éclaircir plus en détail ce phénomène en analysant les données de la mission Cluster de l'Agence spatiale européenne (ESA). Dans un récent article paru dans la revue Nature ¹, l'équipe de Vladimir Krasnoselskikh, du Laboratoire de physique et chimie de l'environnement (LPCE) ², à Orléans, affirme en effet avoir identifié, pour la première fois, des « microvortex » aux frontières de la magnétosphère. À en croire ces physiciens, les particules solaires utiliseraient cette turbulence pour franchir les protections de notre planète !

On le sait peu, mais notre Soleil déverse dans le vide des myriades de particules chargées : le « vent solaire », essentiellement constitué d'un plasma de protons et d'électrons. En principe, notre planète est protégée de ce flux astral par la magnétosphère, la zone de l'espace où domine le champ magnétique terrestre. Mais en pratique, environ 1 % de ces particules franchissent cette barrière, essentiellement au-dessus des pôles : au niveau des « cornets polaires ».

C'est l'un de ces endroits, où le vent solaire peut accéder directement aux couches supérieures de l'atmo­sphère, qu'ont voulu étudier Vladimir Krasnoselskikh, directeur de recherche au CNRS à Orléans, et l'étudiant suédois David Sundquist. Un objectif qu'ils ont pu atteindre après le passage dans cette région, en mars 2002, de la mission Cluster, de l'ESA, consacrée à l'étude de la magnéto­sphère terrestre : quatre satellites disposés en tétraèdre ont effectué des relevés sur la turbulence générée par le vent solaire dans le plasma enveloppant la terre au niveau de la magnétosphère. Des données que les scientifiques ont par la suite analysées pour ­débusquer d'étranges structures inconnues : des cascades de « vortex », ressemblant un peu aux traces visibles dans l'eau après le passage d'un bateau.

L'intérêt de ces séries de tourbillons ? Elles seraient le mode de passage – entre l'espace et l'atmosphère – privilégié par les particules solaires. « Et surtout cette découverte dépasse largement le domaine de la physique de la magnétosphère, explique Vladimir Krasnoselskikh. Personne n'avait jusqu'ici démontré qu'à l'instar des liquides, ce type de turbulence pouvait apparaître à la frontière entre deux plasmas de température et de densité différentes. Comme ici entre celui du vent solaire et celui de la magnétosphère. » La nouvelle devrait notamment intéresser les physiciens travaillant sur des prototypes de réacteurs à fusion nucléaire comme les Tokamaks. En effet, elle pourrait expliquer par quel processus ces instruments – dont le principe consiste à confiner des plasmas à l'aide de champs magnétiques – finissent par laisser s'échapper une partie de l'énergie qu'ils ont produite…