Les nanoparticules, de taille comprise entre 1 et 100 nanomètres (1), sont à la frontière entre les structures atomiques et les objets macroscopiques. Leur petite taille leur confère un rôle privilégié, notamment pour les phénomènes de surface puisque le rapport de la surface sur le volume augmente quand la taille diminue, et leurs propriétés peuvent différer de celles des matériaux macroscopiques. Elles sont difficiles à détecter dans l’espace car elles sont hors du domaine de calibration des détecteurs de poussières conventionels. Si elles viennent d’être détectées pour la première fois dans le milieu interplanétaire à 1 UA (2) du Soleil, c’est à cause de leur très grande vitesse : de l’ordre de 300 kilomètres par seconde, soit environ la vitesse du vent solaire et 10 fois plus que la vitesse typique des micropoussières à cette distance du Soleil. L’instrument S/WAVES sur les sondes STEREO (P.I. J.-L. Bougeret), dédié à la télédétection des émissions électromagnétiques du Soleil dans le domaine radio ainsi qu’à la mesure in situ des ondes électrostatiques, implique le LESIA (Observatoire de Paris, INSU-CNRS, Universités Paris 6 et Paris 7), la NASA/GSFC, l’université du Minnesota (USA), et l’université de Californie (USA). Les récepteurs radio ont été construits au LESIA à l’Observatoire de Paris avec le soutien du CNES et du CNRS. (1) Un nanomètre (nm) est un milliardième de mètre. C’est l’ordre de grandeur de l’épaisseur d’un brin d’ADN, environ un millionième de fois plus petit qu’une tête d’épingle (2) L’unité astronomique (UA) est la distance Soleil-Terre, environ 150 millions de km. (3) La force électromagnétique sur une poussière est proportionnelle à sa charge électrique et au produit de sa vitesse par rapport au vent solaire par la composante du champ magnétique perpendiculaire à cette vitesse. La charge électrique d’une poussière est approximativement proportionnelle à sa surface. Le rapport charge-sur-masse, qui détermine le rapport entre les forces électromagnétiques et gravitationnelles, varie donc comme l’inverse de la taille. C’est pourquoi il est beaucoup plus grand pour les nanoparticules que pour les microparticules Dust detection by the wave instrument on STEREO : nanoparticles picked up by the solar wind ? N. Meyer-Vernet, M. Maksimovic, A. Czechowski, I. Mann, I. Zouganelis, K. Goetz, M. L. Kaiser, O. C. St. Cyr, J.-L. Bougeret, S. D. Bale, Solar Phys. 2009 (sous presse). Detecting nanoparticles at radiofrequencies : Jovian dust stream impacts on Cassini/RPWS N. Meyer-Vernet, A. Lecacheux, M. L. Kaiser, D.A. Gurnett, 2009, Geophys. Res. Lett. 36, L03103 Contact Nicole Meyer-Vernet, (Observatoire de Paris, LESIA, et CNRS)

Dernière modification le 22 février 2013

Nanoparticules - of size between 1 and 100 nanometres (1), lie at the frontier between macroscopic objects and atomic structures. Their small size gives them a privileged role, in particular for surface interactions, since they have a high surface area to volume ratio so that they may behave differently from bulk materials. They are difficult to detect in space because they are outside the calibration domain of conventional dust detectors. Their first detection in the interplanetary medium at 1 AU (2) from the Sun was made possible by their high speed : about 300 km/s, of the order of the solar wind speed, and roughly 10 times more than that of microsized dust at this distance from the Sun. The SWAVES instrument (P.I. J.-L. Bougeret) on the STEREO mission is a joint project of LESIA (INSU-CNRS and Universities of Paris 6 and Paris 7) at Paris Observatory, NASA/GSFC, University of Minnesota (USA) and University of California (USA). It is dedicated to the study of solar radio emissions and to in situ measurement of electrostatic fields. The wave receivers were designed, built, and tested at LESIA in Paris Observatory, with the support of CNES and CNRS. (1) A nanometer (nm) is equal to one billionth of a meter. This is the scale of very large molecules, roughly one million times smaller than the head of a pin. (2) The astronomic unit (AU) is the mean distance from the Earth to the Sun, nearly 150 millions km. (3) The electromagnetic force of a dust grain is proportional to its electric charge and to the product of its velocity in the solar wind frame by the magnetic field component normal to this velocity. The electric charge of a dust particle is roughly proportional to its surface. The charge-to-mass ratio, which determines the ratio between electromagnetic and gravitational forces is therefore inversely proportional to the size. It is thus much greater for nanoparticles than for micro-sized dust. Dust detection by the wave instrument on STEREO : nanoparticles picked up by the solar wind ? N. Meyer-Vernet, M. Maksimovic, A. Czechowski, I. Mann, I. Zouganelis, K. Goetz, M. L. Kaiser, O. C. St. Cyr, J.-L. Bougeret, S. D. Bale, Solar Phys. 2009 (in press). Detecting nanoparticles at radiofrequencies : Jovian dust stream impacts on Cassini/RPWS N. Meyer-Vernet, A. Lecacheux, M. L. Kaiser, D.A. Gurnett, 2009, Geophys. Res. Lett. 36, L03103 Contact Nicole Meyer-Vernet, (Observatoire de Paris, LESIA, and CNRS)

Dernière modification le 4 mars 2013