L'Energetic Particle Telescope
Les variations du flux d'électrons pour des énergies E>500 keV pendant les tempêtes géomagnétiques sont étudiées grâce à l'Energetic Particle Telescope (EPT). Ce détecteur lancé en mai 2013 à bord du satellite PROBA-V à une altitude de 820 km a été conçu par l’IASB, l’UCLouvain et QinetiQ Space pour fournir des spectres non contaminés
- d'électrons
- de protons
- de particules alpha
Tempêtes géomagnétiques
Des phénomènes de soudaine diminution du flux d'électrons sont observés pendant la phase principale de chaque tempête et même pendant les sous-tempêtes : une réduction rapide du flux d'électrons est constatée dans toute la ceinture de radiation externe des électrons, à toutes les énergies supérieures à environ 0,5 MeV sur des échelles de temps de quelques heures.
Les spectrogrammes d'électrons mesurés par l'EPT entre 2013 et 2019 montrent qu'après chaque tempête géomagnétique, les chutes de flux sont suivies d'une augmentation commençant d'abord aux faibles valeurs de L et atteignent la zone de faille ou même la ceinture interne pour les tempêtes les plus fortes. L est le paramètre caractérisant la distance équatoriale des coquilles magnétiques, exprimé en rayons terrestres. La ceinture de radiation externe est généralement située à L > 4, la ceinture interne à L< 2 rayons terrestres, et la région entre les deux correspond à la zone de faille.
On peut voir que des diminutions soudaines des flux apparaissent à toutes les énergies mesurées par l'EPT et pénètrent jusqu'à L∼3,5 rayons terrestres pour les événements les plus intenses. Ces chutes de flux sont observées à chaque fois que Dst a un pic inversé < -40 nT.
Des altitudes barrières en-dessous desquelles les chutes et les injections ne pénètrent pas ont été déterminées statistiquement pour différentes gammes d'énergie des électrons.
Les augmentations du flux n'apparaissent à des L plus bas que pour les plus fortes tempêtes avec Dst < -50 nT. Ils sont injectés jusqu'à une barrière impénétrable caractérisé par un L minimum lié au Dst et à l'énergie. Pour E > 2 MeV, cette limite se situe toujours au-dessus de la ceinture interne et elle est liée à la position de la plasmapause qui correspond à la frontière abrupte du plasma froid. Nous avons également montré que la plasmapause est liée aux taches aurorales.
L'activité humaine influence également les flux d'électrons des ceintures de radiation : nous avons démontré qu’un puissant émetteur situé dans le nord-ouest de l'Australie disperse les électrons et les éjecte hors des ceintures de radiation.
Lecture complémentaire
- Pierrard, V., Botek, E., Ripoll, J.-F., and Cunningham, G.S. (2020). Electron dropout events and flux enhancements associated with geomagnetic storms observed by PROBA-V/EPT from 2013 to 2019. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 125(12), e2020JA028487. https://doi.org/10.1029/2020JA028487
- Pierrard, V., Lopez Rosson, G., and Botek, E. (2019). Dynamics of Megaelectron Volt Electrons Observed in the Inner Belt by PROBA-V/EPT. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 124(3), 1651-1659. https://doi.org/10.1029/2018JA026289
- Cunningham, G.S., Botek, E., Pierrard, V., Cully, C., and Ripoll, J.-F. (2020). Observation of High-Energy Electrons Precipitated by NWC Transmitter from PROBA-V Low-Earth Orbit Satellite. Geophysical Research Letters, 47(16), e2020GL089077. https://doi.org/10.1029/2020GL089077
