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Mieux prédire les tempêtes solaires

Maître de conférences en mathématiques, Université de Dundee, Dr Miho Janvier

Lorsqu'un ouragan spatial s'est échappé du soleil le 7 janvier 2014, les centres météorologiques spatiaux du monde entier ont envoyé des alertes. L'ouragan se dirigeait directement vers la Terre et on prévoyait qu'il produirait une forte tempête géomagnétique. Mais une chose inattendue s'est produite : la tempête a contourné la Terre et s'est dirigée vers Mars à la place. Elle a confirmé que nos techniques de prévision de tels événements n’étaient pas aussi précises que nous le voudrions. Je suis l'un des co-auteurs d'un nouvel article qui donne un aperçu des raisons pour lesquelles les prédictions étaient erronées et de ce que nous pouvons faire à ce sujet à l'avenir.

Les tempêtes spatiales font régulièrement partie de l'activité de notre soleil. Ces éjections de masse, dites coronaires, sont un dérivé d'événements dramatiques appelés éruptions solaires. Elles se produisent dans les régions actives du soleil où une grande quantité d'énergie est accumulée sous la forme d'un champ magnétique entortillé. Il agit comme un élastique qui a été trop tordu et qui se rompt en libérant l'énergie accumulée.

Les tempêtes géomagnétiques qui se produisent lorsque ces éjections frappent la Terre peuvent avoir des conséquences dramatiques. De belles aurores boréales dans le ciel nocturne sont peut-être visibles, mais les systèmes GPS et de télécommunications qui dépendent des satellites peuvent être perturbés, tandis que les pannes de radio peuvent nécessiter le déroutage des avions. Dans le pire des scénarios, il peut y avoir de fortes surtensions de courants électriques que les réseaux électriques nationaux ne peuvent pas supporter. Cela peut occasionner des pannes de courant majeures, comme celle qu’ont connue Montréal et la région du Québec en mars 1989.

Nos découvertes

La progression de l'éruption solaire de janvier 2014 dans l'atmosphère a été suivie par l'Observatoire de dynamique solaire, une mission de la NASA lancée en 2010 et dédiée à notre étoile. Notre équipe de recherches, dirigée par le docteur Christian Möstl de l'Académie autrichienne des Sciences, a analysé les régions entourant l'emplacement initial de la tempête sur le soleil.

Nous avons constaté que la zone qui l'entoure était d’un côté une nouvelle région intensément active avec un champ magnétique fort, tandis que l'autre côté était occupé par un champ magnétique faible appelé « trou coronal ». L'équipe a conclu que l'ancien champ fort a repoussé la tempête provenant de l’éruption vers le champ faible et l'a éloignée de sa trajectoire initiale.

La lueur derrière la tempête

Une fois la tempête en route vers l'espace, elle a été enregistrée par plusieurs sondes spatiales, dont l’Advanced Composition Explorer en orbite terrestre et le Curiosity Rover sur Mars. Le robot martien a notamment signalé une diminution des rayons cosmiques dans son voisinage, ce qu'on appelle l'effet Forbush. Ce phénomène se produit lorsque le champ magnétique du nuage solaire dévie les particules énergétiques provenant de l'espace, qui bombardent constamment une planète.

Ces données ont aidé notre équipe à construire un modèle pour reproduire l'évolution du nuage solaire dans l'espace, et donc ses temps d'arrivée, tant sur Terre que sur la planète rouge. Cela devrait améliorer les modèles que les scientifiques utilisent pour faire des prévisions en temps réel de la météo spatiale, tels que ceux utilisés par le centre britannique de prévisions météorologiques spatiales du MET Office, qui a ouvert ses portes en octobre 2014.

En bref, nous sommes parvenus à deux conclusions. Pour des prévisions précises, nous devrons à l'avenir surveiller l'environnement du point d'origine de l'activité solaire, car il semble qu'il dicte fortement le développement des éjections de masse coronale. Cela nous dira en fin de compte si une éjection de masse coronale frappera la Terre, à quel angle et avec quelle intensité.

Ensuite, il est très important que nous continuions d'améliorer nos modèles pour décrire l’évolution des tempêtes solaires une fois qu'elles quittent le soleil. C'est ce qui nous permet de prédire leur heure d'arrivée sur Terre, ce qui permettra aux autorités nationales de se préparer au mieux aux conséquences. Pour ce faire, il reste encore beaucoup de recherches à faire dans des domaines comme les mécanismes qui régissent l'éjection des tempêtes solaires, leur évolution dans l'espace et leur interaction avec les boucliers magnétiques naturels d'une planète. Il s'agit là d'un défi de taille pour mon domaine au cours des mois et des années à venir.

Source : The Conversation