Définition

    La magnétosphère est l'ensemble des lignes de champ magnétique terrestre situées au-delà de l'ionosphère, au dessus de 800 à 1000 km d'altitude. S'il n'y avait pas de vent solaire, le spectre magnétique de la Terre serait semblable, en première approximation, à celui d'un aimant droit isolé. En réalité la magnétosphère agit comme un écran et protège la surface terrestre des excès du vent solaire, nocif pour la vie. Elle s'oppose au vent solaire comme une culée de pont dévie le courant d'une rivière. En contrepartie le vent solaire déforme le spectre magnétique de la Terre en lui donnant une forme de comète comme le montre un peu la figure ci-dessous.

Structure de la magnétosphère

    Le Soleil se trouve en dehors de la figure, sur la gauche. Le vent solaire est représenté par trois flèches parallèles mais, en réalité, il s'écoule de part et d'autre de la magnétosphère, la limite entre celle-ci et le milieu interplanétaire étant la magnétopause (repère Mp) qui se trouve à environ 60000 km de la Terre (nota : la figure n'est pas à l'échelle). En avant de la magnétopause se trouve la surface de choc (repère S), lieu où le plasma solaire est fortement ralenti avant de s'écouler dans la magnétogaine (repère Mg), zone de turbulence comprise entre la surface de choc et la magnétopause. Dans les régions polaires, du côté du Soleil (''côté jour''), se trouve les cornets polaires (repère Cp). Les cornets polaires agissent comme des entonnoirs dans lesquels les particules électrisées du vent solaire peuvent pénétrer et provoquer l'apparition d'aurores polaires. Les aurores, boréales dans l'hémisphère nord, australes dans l'Antarctique, se forment dans les zones aurorales nord et sud (repère Za).
Du côté nuit, les lignes de champ repère Lc) ne se referment pas et constituent la queue avec le feuillet neutre et la couche de plasma(repère Pl). La queue s'étire à plus de 300 000 km dans la direction opposée au Soleil.
A moins de quelques milliers de km de la surface terrestre se trouve une zone annulaire (repère Zp) placée dans le plan de l'équateur magnétique dans laquelle des particules électrisées, protons et électrons provenant du vent solaire, peuvent se retrouver ''piégés'' par le champ magnétique.. C'est là que se forment les ceintures de Van Allen ou ceintures de radiations.

Ceintures de Van Allen

    1958. A partir des mesures effectuées par des compteurs Geiger embarqués dans les satellites Explorer 1 et Explorer 3, James Van Allen découvre que la Terre est entourée au niveau de son équateur magnétique de deux zones de forme toroïdales où le niveau de radiations pourrait être mortel pour un spationaute sans protection. Ces deux zones, qui font partie de la magnétosphère, ont été appellées ''ceintures de radiations de Van Allen'' ; la première, centrée à environ 5000 km d'altitude, est constituée principalement de protons à haute énergie (jusqu'à plusieurs dizaines de MeV) provenant du [[vent solaire]] et du rayonnement cosmique, ''piégés'' par le champ magnétisme terrestre. La ceinture extérieure, plus large et plus instable, se déploie entre 20000 et 36000 km ; elle est constituée d'électrons également à haute énergie (<1MeV). Les particules des deux ceintures se déplacent en permanence à grande vitesse entre les parties nord et sud de la magnétosphère.