Ceinture de Van Allen

[un_copain]

Bonjour à tous,

Je me suis intéressé ce matin à la ceinture de Van Allen, et j'ai pu trouver pas mal d'infos ici et ailleurs, notamment un post super bien expliqué de Gilgamesh, qui a un schéma que j'aime beaucoup, montrant le miroir magnétique :

Et puis, ça m'a laissé pensif, et j'aimerais avoir quelques précisions.

1. J'arrive bien à imagine qu'un champ B rectiligne fasse tourner des charges circulairement autour de son axe. Sur ce dessin on se représente facilement le truc, mais ça reste une représentation. En réalité, il n'y a pas de ligne isolée autour de laquelle tourner, les lignes de champs sont proches les unes des autres et forment une surface uniforme, en forme de donut. Donc quel peut être l'axe autour duquel les chargent circulent ? La charge qui arrive depuis le soleil ne voit pas une ligne de champ magnétique sur laquelle s'enrouler, mais un mur de lignes, comment choisit-elle la ligne sur laquelle elle s'enroule (importance de l'impulsion et de la charge portée je suppose ?)? Et est-il correcte d'imaginer un enroulement circulaire autour de cette ligne, ou alors un peu elliptique, déformations provenant des lignes voisines ?

2. On peut voir sur le schéma au niveau de l'équateur un drift des charges selon leur signe (voulant dire aussi que la ceinture interne, composée en majorité de protons, et la ceinture externe, composée en majorité d'électrons, tournent de sens opposé). Quelle en est la cause ? (le dipole magnétique global de la Terre ?)

3. Enfin, les ceintures de van Allen sont souvent représentées comme un donut. Mais cette ceinture est formée grâce au champ magnétique terrestre, qui, lui, est fortement déformé par les vents solaires (l'animation de wikipédia est impressionnante) et cette déformation est décrite comme plusieurs fois le rayon de la Terre donc vraiment non négligeable. Est- ce que la ceinture de van Allen suit cette déformation ou sa représentation en donut parfait est correcte ?

Merci
-----

[gts2]

Bonjour,

Pour ce qui est du 1, c'est un problème de mécanique avec une équation différentielle, donc cela dépend des conditions initiales : où et à quelle vitesse arrive la particule.
Le champ n'est pas tout à fait uniforme, ce qui déforme l'enroulement et c'est d'ailleurs la cause de la dérive (donc la question 2).

Réponse numérique dans : f-legrand.fr

Dérive avec les mains dans : mmm.ulg.ac.be p. 19

[un_copain]

Oui pour la question 1 je m'en suis douté au moment d'écrire la question ici.

Le champ n'est pas tout à fait uniforme, ce qui déforme l'enroulement et c'est d'ailleurs la cause de la dérive (donc la question 2).

Ok je vois, trop cool, je ne savais pas ça. La vitesse est impressionnante (3min pour faire le tour de la Terre !) !

Très belles documentations, super complètes, la dernière propose même un peu plus loin une explication pour ma question 3 !
Merci beaucoup !