Revisiter les confins du chaos
Les éruptions solaires à l'origine des orages géomagnétiques et des perturbations du champ magnétique de la Terre sont un simple indice quant au fait que le système formé par le Soleil et la Terre est loin d'être en état d'équilibre stable. Les instabilités, les ondes et les turbulences jouent toutes un rôle clé dans le comportement du système. Le chaos est omniprésent dans l'espace proche de la Terre, avec des périodes d'alternance marquées par les fluctuations entre périodes calmes et périodes de grande activité d'ondes puissantes des champs magnétiques et électriques. Les scientifiques du projet PLASMADYNAMICS («Nonlinear dynamics of the solar-terrestrial environment») ont étudié la nature chaotique de l'environnement spatial à l'aide d'outils de la dynamique non linéaire. La dynamique non linéaire offre des techniques puissantes de mathématiques et de calcul qui permettent d'analyser l'origine et la nature des turbulences. Dans l'espace, les turbulences sont régies par les ondes Alfvén, qui sont des perturbations mouvantes du plasma et du champ magnétique. Les interactions non-linéaires entre les ondes Alfvén qui montent et qui descendent, entrant en collision les unes avec les autres pour créer de nouvelles ondes, sont les éléments de base des turbulences. Les chercheurs du projet PLASMADYNAMICS ont modélisé l'évolution des ondes Alfvén à l'aide d'équations non-linéaires. Ils ont en particulier utilisé des dérivées des équations de Schrödinger qui décrivent le mouvement des particules individuelles. Les chercheurs du projet PLASMADYNAMICS ne se sont pas contentés de modéliser la transition de l'ordre vers le chaos. L'équipe dirigée par l'Observatoire de Paris en France a également observé des interactions non-linéaires entre des ondes d'Alfvén qui se propagent en sens inverse. En particulier, au cours d'émissions violentes de particules chargées depuis le Soleil, les chercheurs ont observé la source des grands vents spatiaux et des mouvements chaotiques dans le gaz ionisé. Par ailleurs, le projet PLASMADYNAMICS a réuni des scientifiques de différents pays d'Asie, d'Amérique et d'Europe pour accompagner les modèles d'observations solaires. Les résultats du projet, qui ont été présentés dans 12 articles, permettront d'améliorer notre compréhension de la manière dont les turbulences atténuent les effets des grands vents de l'espace sur la Terre.
Mots‑clés
Chaos, Soleil, Terre, orages géomagnétiques, instabilités, ondes, turbulences, dynamique non-linéaire, gaz ionisé
