Swarm aide à découvrir le jumeau perdu de Steve
Depuis la découverte par les chasseurs d’aurores de Steve, un mystérieux ruban de lumière violette dans le ciel nocturne, les scientifiques se demandaient s’il pourrait avoir un jumeau secret. Grâce à l’œil attentif d’un photographe et aux données des satellites Swarm de l’ESA, nous l’avons peut-être trouvé.
Steve a fait sensation lorsque les scientifiques l'ont découvert il y a quelques années, grâce au regard d’aigle et aux excellentes photographies du groupe Facebook Alberta Aurora Chasers.
Sa teinte violette et son aspect fugace signifiaient qu’il ne pouvait pas être une particularité des aurores boréales, qui se produisent dans des nuances de vert, bleu et rouge et peuvent durer des heures. Alors, qu’est-ce que cela pouvait être ?
Par chance, le trio de satellites de l’ESA Swarm, chargé de la surveillance du champ magnétique, était parfaitement placé pour aider à mener l’enquête.
Il s’est avéré que Steve (de son nom complet « strong thermal emission velocity enhancement ») est un courant de gaz extrêmement chaud qui se déplace très rapidement, ou « sub-auroral ion drift » en anglais.
Mais le mystère n’était pas tout à fait résolu.
Steve fait son apparition au crépuscule (avant minuit) lorsqu’un courant rapide de gaz extrêmement chauds se déplace vers l’ouest. Mais nous savons aussi qu’à l’aube (après minuit) un courant équivalent se déplace vers l’est.
Hors, si Steve est un effet visuel du courant vers l’ouest au crépuscule, ne faudrait-il pas s’attendre à quelque chose de similaire avec le courant vers l’est à l’aube ? Steve pourrait-il peut-être avoir un jumeau perdu depuis longtemps ?
Une nouvelle étude de l’Université d’électro-communication au Japon, de l’Institut suédois de physique spatiale, de l’Université arctique de Norvège et du photographe Gabriel Arne Hofstra, basé à Tromsø, suggère que nous pourrions l’avoir trouvé.
Cette découverte est à nouveau à mettre au crédit du travail collaboratif de chercheurs et de citoyens scientifiques.
L’équipe a développé une application qui collecte des images des danses nocturnes des aurores au-dessus de l’Arctique norvégien à partir de la caméra numérique plein-ciel de la station de recherche Ramfjordmoen.
En feuilletant ses archives de données, Gabriel Arne Hofstra est tombé sur quelque chose de particulier, similaire à Steve, dans une image datant du 28 décembre 2021.
Il a déclaré : « C’est incroyable d’avoir contribué à de nouveaux travaux scientifiques et aidé les scientifiques à découvrir ces phénomènes. Pour moi, cela prouve que nous, citoyens, pouvons contribuer à la compréhension du monde dans lequel nous vivons en collaborant avec des scientifiques.
« Avec plus d’yeux rivés vers le ciel, nous pouvons aider à percer ses mystères. J’espère vraiment que la récente grande tempête géomagnétique et le ciel spectaculaire ont encouragé davantage de gens à s’intéresser à la physique spatiale et à contribuer à notre compréhension scientifique de notre monde. »
Il y avait des différences clés par rapport à Steve. L’arc de 1000 km de long est apparu après minuit, donc côté aube, et était dirigé vers l’aurore verte que l’on pouvait aussi apercevoir.
Alors qu’aucun des trois satellites Swarm de ESA ne survolait directement l’arc au moment et à l’endroit précis observés sur l’image plein-ciel, deux des instruments du champ électrique des satellites ont pu mesurer les conditions dans la région violette avant, pendant et après l’événement.
Les données ont montré les signes d’un courant d’ions vers l’est dans la région violette.
« En tant que scientifique, collaborer avec un photographe pour mettre au jour ce nouveau phénomène a été une expérience fantastique », explique Sota Nanjo, de l’Université d’électro-communication.
« Nos découvertes ouvrent non seulement de nouvelles voies en physique aurorale, mais soulignent également l’importance d’une collaboration continue entre scientifiques et photographes. Ces efforts seront particulièrement cruciaux dans les années à venir, alors que l’activité solaire approche de son apogée, et que nous pourrions rencontrer des phénomènes extraordinaires. »
La puissance de la photo numérique
Bien que les appareils photo numériques ne soient pas utilisés à des fins scientifiques, ils montrent bien le contraste entre les couleurs des aurores normales et les effets visuels de type Steve.
Presque tout le monde a maintenant un appareil photo numérique à la main – de sorte que lorsque l’une des plus grandes tempêtes géomagnétiques de mémoire d’homme a déchiré l’atmosphère de la Terre le vendredi 10 mai 2024, elle est également devenue l’aurore la plus documentée au monde.
« C’est formidable de voir un autre exemple réussi de science citoyenne », déclare Anja Strømme, responsable de la mission Swarm. « La combinaison de millions d’images prises dans le monde entier avec les données des satellites de l’observatoire d’héliophysique de ESA, comme Swarm, nous permettra d’encore mieux comprendre comment la météorologie spatiale affecte l’atmosphère de la Terre ».
