Contacter l'auteur / Contact the author

Recherche dans ce site / Search in this site

 

Le Soleil en lumière de l'hydrogène alpha

Les tempêtes géomagnétiques (VI)

Le champ magnétique d’un Soleil calme réside en général dans le plan de l’écliptique. Mais lorsque des boucles magnétiques se forment dans les éjections de matière coronale (CME), elles présentent de fortes composantes nord-sud. Etant donné que le champ magnétique terrestre se développe dans la direction nord, tous les champs sud entrant se combineront avec lui; plus les champs seront intenses plus ils se déplaceront rapidement, et plus le taux de reconnexions sera élevé et les points de contacts nombreux; bref nous assistons à une forte activité dans la haute atmosphère terrestre, c'est le signe d'une tempête géomagnétique.

Des CME cannibales !

Ainsi la très sérieuse NASA qualifiait-elle des CME capables de rattraper sur leur chemin des CME projetées quelques heures plus tôt. Sur cette image prise le 6 Juin 2001 une CME émise vers 17h rattrape une heure plus tard une autre CME émise vers 12h. Cliquer sur l'image pour lancer l'animation (GIF de 90 Kb). Cliquer ici pour lancer une illustration de ce phénomène (Mpeg de 4.5 Mb). Documents NASA/SOHO/ESA et NASA-GSFC.

Sans ces reconnexions, le champ magnétique terrestre agit comme un bouclier face au vent solaire; c’est la magnétosphère. Elle est suffisamment robuste pour bloquer les pires rayonnements solaires mais elle n'est pas rigide ni imperméable. Ces reconnexions sont capables de briser cette barrière permettant au vent solaire de pénétrer dans la magnétosphère à une vitesse proportionnelle à la vitesse des reconnexions. A travers une succession de processus magnétosphériques, les courants entrant gagnent de l’énergie et favorisent l’apparition des aurores dans une action combinée du vent solaire et des particules locales. Il est donc juste de dire que les aurores sont provoquées par des particules énergétiques puisqu’elles sont excitées localement, mais elles sont différentes de celles associées aux CME et aux éruptions chromosphériques.

A consulter : Statut temps-réel de l'activité solaire, géomagnétique et des aurores

A gauche, des protubérances éruptives émises après une éruption chromosphérique. A droite, une boucle de plasma post-éruptive observée le 26 juin 1992. Cliquer ici pour lancer une animation de cette boucle. Documents NSO/Sacramento Peak et J.E.Wijk/OCA et al.

L'origine de l'énergie des CME

D'où provient l'énergie magnétique responsable des CME ? On serait tenter de répondre que l'énergie des éruptions provient de la couronne. Mais cette théorie n'explique pas les observations des CME. En examinant la profusion de nouvelles données sur les CME acquises par la sonde spatiale SOHO, James Chen et Jonathan Krall physiciens des plasmas au Naval Research Laboratory ont présenté le 16 novembre 2000 devant un parterre de physiciens de l'American Physical Society une nouvelle théorie selon laquelle l'énergie magnétique responsable de ces éruptions - quelque 1015-1016 g de matière éjectées à plus de 1000 km/s - serait stockée sous la photosphère, loin du feu de la couronne.

Si quelques chercheurs pensent que cette théorie est prématurée et difficile à tester, d'autres applaudissent devant cette nouvelle hypothèse hardie et quelque peu intrigante. La question est d'importance car la compréhension de ces mécanismes passionne bon nombre de chercheurs du fait que ces éruptions ont la capacité d'affecter les communications électroniques et les centrales électriques installées sur Terre. Le fait de connaître l'origine de ces éruptions est donc très important pour améliorer les prévisions numériques et prévoir avec plus de précision les perturbations qu'elles peuvent entraînées.

La photographie de gauche illustre une CME de classe C2 enregistrée par le coronographe spectrométrique LASCO de la sonde spatiale SOHO. A droite, la correspondance numérique dans le nouveau modèle proposant que l'origine des CME se situe plutôt dans la photosphère que dans la couronne. La corrélation est presque parfaite. Document J.Chen et J.Krall/Naval Research Laboratory.

Pour Jonathan Krall "le degré avec lequel les données s'accordent avec la nouvelle théorie est sans précédent". Chen et Krall ont pris en compte des mesures effectuées jusqu'à 30 rayons solaires, données qui furent ensuite minutieusement comparées au modèle théorique. Leurs explications font intervenir le concept de "cordes de flux solaire", des boucles de champs magnétiques géantes prenant racine sous la photosphère.

Selon leur théorie des courants électriques sous-photosphériques (convection, effet dynamo, etc) peuvent s'intensifier le long de telles boucles avant de produire des éruptions. Pendant que ces courant remonteraient en surface, la boucle de champ magnétique s'étendrait, accrochant au passage le plasma (principalement constitué de protons et d'électrons) qu'elle éjecterait dans le milieu interplanétaire.

Selon Krall, une fraction significative de toutes les éruptions solaires - plus de 30% - seraient provoquées par des boucles de flux. Chen et Krall ont évalué différents mécanismes éruptifs afin de comparer leur modèle aux théories traditionnelles. Le scénario qu'ils proposent est celui qui décrit le mieux les éruptions solaires, y compris les propriétés des nuages magnétiques, des structures du vent solaire interplanétaire qui sont probablement associées aux CME. Etonnamment, comme on le voit ci-dessous, les signatures des particules constituant ces nuages magnétiques suggèrent que les boucles de flux magnétiques issus du Soleil s'étendraient jusqu'à la Terre tout en restant enracinées dans la photosphère !

A voir : Aurora Borealis in 4K UHD

Aurora Borealis - Northern Polar Lights in HD

Cette illustration d'artiste représente une boucle de flux solaire. Elle consiste en une boucle géante de champ magnétique capable, selon la théorie de Chen et Krall, de s'étendre du Soleil (point jaune à gauche) jusqu'à la Terre. Document du Naval Research Laboratory. Réalité ou fiction ? Des observations effectuées en 2007 dans le cadre du programme Themis ont confirmé leur existence.

Ce nouveau modèle a toutefois reçu un accueil mitigé. Selon Leon Golub du Centre d'Astrophysique Harvard-Smithsonian, le nouveau modèle soulève plus de problèmes qu'il n'en résout alors que les quelques problèmes de "l'ancien paradigme" ont rapidement disparu avec les récents travaux. Terry Forbes de l'Université de New Hampshire rappelle qu'il y a une observation bien acceptée, le fait que la photosphère reste tout à fait passive pendant une éruption. Et quand bien même ces chercheurs prétendraient que ce flux magnétique pourrait être injecté sans perturber la surface solaire, ils doivent encore démontrer le pourquoi de la chose de façon convaincante.

A l'inverse, parmi d'autres spécialistes supportant cette théorie Craig DeForest du centre GSFC de la NASA concluait à l'époque, "A première vue, le modèle de Chen et Krall est aussi plausible que n'importe quelle autre explication posée sur la table et il s'agit certainement d'une idée nouvelle et intéressante. Je suis curieux de voir comment elle se développera et si elle s'accorde avec les observations".

Les aurores au secours des astronomes

C'est alors qu'un évènement survint quelques années plus tard, confortant la théorie de Chen et Krall. Le 23 mars 2007, vers 11h TU, une sous-tempête géomagnétique se développa au-dessus de l'Alaska et du Canada - lieu de prédilection d'apparition des aurores boréales. Durant cet évènement, des aurores en forme de bandes et de rayons verts et blancs sont apparues périodiquement en augmentant d'intensité pour finalement se fragmenter en lueurs multicolores. Un réseau de stations photographiques au sol enregistra l'évènement tandis que 5 micro-satellites collectivement appelés Themis les ont observées depuis l'espace.

Aurore photographiée par Yiming Hu, à Yukon en Arctique, le 22 novembre 2015 avec un APN Nikon D810 équipé d'un objectif Nikkor 14-24 mm f/2.8. Il s'agit du compositage de 16 photos dont 14 exposées 30 s à 6300 ISO.

"Les aurores sont apparues à l'ouest deux fois plus vite que prévu, traversant 15° de longitude en moins d'une minute", expliqua Vassilis Angelopoulos du JPL, responsable scientifique du programme Themis, "La tempête a traversé l'entiereté du fuseau horaire polaire soit 640 km, en 60 secondes juste." Les images ont révélé une série d'éruptions "staccato", durant chacune 10 minutes. Certaines aurores disparaissaient pendant que d'autres se renforçaient mutuellement.

Selon les chercheurs, la sous-tempête présentait une énergie équivalente à un tremblement de terre de magnitude 5.5. Selon David Sibeck, responsable scientifique du projet au centre Goddard, "Les satellites ont révélé que des boucles magnétiques reliaient l'atmosphère supérieure de la Terre directement au Soleil". Ces boucles pourraient servir de guide d'onde pour le vent solaire, ces particules chargées émises par les trous coronaux du Soleil. Selon Sibeck, les particules du vent solaire semblent se propager le long de ces boucles, fournissant l'énergie aux tempêtes géomagnétiques et aux aurores.

Les satellites avaient détecté les traces de ces boucles auparavant mais un seul satellite ne permettait pas de dessiner la carte de leur structure dans les trois dimensions. Les micro-satellites Themis ont permis de réaliser cet exploit. Selon Angelopoulos, le fait d'avoir découvert et décrit "le mécanisme de ces sous-tempêtes va vraiment nous aider à comprendre et à prédire le "temps" dans l'environnement spatial proche de la Terre".

Cette étude fit l'objet d'un article qui fut présenté le 12 décembre 2007 au meeting d'automne de l'Union Géophysique Américaine (AGU), à San Francisco.

Finalement, Chen et Krall avaient raison.

Localisation de la source des particules solaires de haute énergie

Il fallut du temps, mais les astrophysiciens ont finalement découvert la source des particules de haute énergie (de plusieurs dizaines de MeV) et potentiellement dangereuses émises à grande vitesse durant les tempêtes solaires.

Dans une étude publiée dans la revue "Science Advances" en 2021, David H. Brooks de l'Université George Mason et professeur agrégé honoraire au Mullard Space Science Laboratory de l'UCL (MSSL) et Stéphanie L. Yardley, spécialiste du temps spatial au MSSL, ont analysé la composition des particules émises au cours du dernier cycle solaire à l'origine des tempêtes géomagnétiques et ont découvert qu'elles avaient la même signature que le plasma situé dans la basse couronne, juste au-dessus de la chromosphère.

Les chercheurs ont utilisé les données du satellite Wind de la NASA en orbite de halo entre le Soleil et la Terre sur le point L1 de Lagrange, pour analyser le flux corpusculaire émis par le Soleil entre le 4 et le 12 janvier 2014. Ils ont ensuite comparé leurs mesures aux données du spectromètre imageur EUV de la sonde spatiale Hinode de la JAXA (l'instrument ayant été construit par le MSSL et Brooks étant membre de l'équipe opérationnnelle de la mission Hinode).

Ils ont découvert que les particules solaires mesurées par le satellite Wind avaient la même signature chimique - le même rapport d'abondance Si/S - que le plasma confiné près du sommet de la chromosphère. Comme expliqué précédemment, ces emplacements sont connus pour être aux pieds - les footpoints - des boucles coronales, c'est-à-dire à la base des boucles de champ magnétique et de plasma qui s'étendent dans la couronne externe du Soleil.

À l'aide d'une nouvelle technique, les chercheurs ont mesuré l'intensité du champ magnétique coronaire à ces pieds et ont constaté qu'elle était très élevée, de l'ordre de 245 à 550 Gauss, confirmant la théorie selon laquelle le plasma est maintenu dans l'atmosphère du Soleil par de forts champs magnétiques, avant d'être libéré dans l'espace (pour rappel, entre la photosphère et la couronne, en théorie l'intensité du champ magnétique passe progressivement de ~3000 à 10 G, cf. ce schéma).

A voir : SDO Captures Release of X1.2 Class Solar Flare (7 jan. 2014)

A gauche, la photosphère du Soleil photographiée par l'imageur héliosismique et magnétique (HMI) de SDO montrant l'emplacement de deux régions actives AR 1944 (la plus grande) et AR 1946. Le groupe AR 1944 mesure 114550 km de longueur. L'ombre de la grande tache sombre mesure ~16000 km de diamètre soit 1.26 fois le diamètre de la Terre. Une éruption de classe X1.2 apparut le 7 janvier 2014 à quelques dizaines de milliers de kilomètre à droite de AR 1944 (près de la région AR 11943). A droite, la CME émise le 7 janvier 2014 à 18h18. Documents NASA/SDO et ESA/NASA/SOHO. Documents NASA/SDO et ESA/NASA/SOHO.

Les dernières découvertes soutiennent l'idée que certaines particules solaires de haute énergie proviennent d'une source différente de celle du vent solaire lent (dont l'origine est encore débattue), car elles sont confinées dans des conditions spécifiques dans des boucles coronales chaudes au coeur de la région source.

Les particules de haute énergie libérées le 7 janvier 2014 provenaient d'une région du Soleil qui présentait de fréquentes éruptions solaires et des CME où le champ magnétique était extrêmement puissant. Ainsi, comme on le voit ci-dessus, la région active AR 1944 était associée à un grand groupe de taches sombres de classe Fkc visibles à l'époque à l'oeil nu depuis la Terre tandis qu'une zone active proche de AR 11943 généra une éruption de classe X1.2 accompagnée d'une CME comme l'explique la NASA. L'intensité du champ magnétique dans la région active AR 1944 atteignait 8200 Gauss, l'une des valeurs les plus élevées jamais enregistrées à ce niveau de l'atmosphère du Soleil.

Selon Brooks, " Nous sommes maintenant au début d' un nouveau cycle solaire, et une fois qu'il se mettra en marche, nous utiliserons les mêmes techniques pour voir si nos résultats sont généralement vrais ou si ces évènements sont d'une manière ou d'une autre inhabituels. Nous sommes chanceux dans la mesure où notre compréhension des mécanismes derrière les tempêtes solaires et les particules énergétiques solaires va probablement progresser rapidement au cours des prochaines années grâce aux données qui seront obtenues par deux sondes spatiales - Solar Orbiter de l'ESA et la sonde solaire Parker de la NASA - plus proches du Soleil que n'importe quel vaisseau spatial auparavant".

Selon Yardley, cette découverte qui offre "une meilleure compréhension des processus solaire permettra d'améliorer les prévisions de sorte que, lorsqu’une tempête solaire majeure frappe, nous ayons le temps d’agir pour réduire les risques".

Les super-éruptions solaires historiques

La tempête de Carrington de 1859

A l'occasion, les CME peuvent occasionner indirectement des dégâts très importants sur Terre et même impacter d'autres planètes. L'évènement de Carrington survenu en septembre 1859 au cours du Cycle solaire 10 nous a prouvé que parfois l'activité solaire pouvait gravement impacter nos installations et parfois notre vie.

Cette année-là, l'astronome Richard C. Carrington observa la plus puissante tempête géomagnétique connue à ce jour. Selon une étude de E.W.Cliver et L.Svalgaard publiée en 2005 dans la revue "Solar Physics" (voir aussi cet article en PDF de Hugh Hudson et al. publié en 2011), cette tempête solaire qualifiée de "super-tempête" par les spécialistes, fut probablement le résultat d'une CME accompagnant deux éruptions chromosphériques majeures et successives dont la première fut d'une classe très supérieure à X10. Dans la revue "Space Weather", Pete Riley de la société Predictive Science estima en 2012 qu'il y avait 12% de probabilité qu'un phénomène similaire se produise dans la décennie suivante (ce qui ne veut pas dire tous les 10 ans). On reviendra sur cette probabilité. Comme on le voit ci-dessous à gauche, la seule super-tempête solaire présentant des conditions proches de celles de Carrington ne s'est manifestée que le 15 juillet 2012 mais heureusement elle ne percuta pas la Terre et c'est à peine si les médias en parlèrent.

Selon les scientifiques, sous la pression du vent solaire, le front de la magnétosheat terrestre recula de 60000 km et se serait réduit à une fine couche turbulente de seulement quelques centaines à quelques milliers de kilomètres d'épaisseur, affaiblissant la protection offerte par le champ magnétique terrestre.

A consulter : The Big CME that Missed Earth (juillet 2012), NASA

A gauche, la super-tempête solaire du 15 juillet 2012 comme la qualifia la NASA mais qui heureusement ne toucha pas la Terre. C'était la plus importante depuis celle de Carrington en 1859. Imaginez que celle de Carrington fut probablement similaire. A droite, les notifications d'aurores polaires pendant la tempête de Carrington la nuit du 2 septembre 1859.

Sous l'effet de ce plasma très chaud (50 millions de K sur le site d'émission), rapide et d'intense énergie, 5% de la couche d'ozone stratosphérique furent détruits, mettant des années pour se construire, tandis que les protons rapides ont fortement interagi avec les atomes et les molécules d'azote et d'oxygène présents dans la haute atmosphère. Ceux-ci ont libéré des neutrons qui formèrent de grandes quantités de nitrates qui retombèrent sur Terre et dont on retrouva les traces au Groenland comme en Antarctique. On estima qu'il tomba en quelques semaines autant de nitrates qu'en 40 ans d'activité du vent solaire !

Comme on le voit ci-dessus à droite, cette éruption exceptionnelle donna lieu à des aurores polaires qui le 2 septembre 1859 furent visibles jusqu'en Amérique centrale, au Vénézuela et aux Açores alors que généralement elles se cantonnent à l'Alaska et au Canada et ne descendent qu'exceptionnellement jusqu'en Floride. Les aurores furent tellement brillantes qu'elles ont réveillé des mineurs chercheurs d'or dans les montagnes Rocheuses qui se sont crus au petit matin (cf. l'article publié en 2008 dans "Scientific American" consacré à l'impact de l'activité solaire).

Cette éruption propagea également des courants électriques dans le sol près des sites chargés d'électricité qui affectèrent les réseaux électriques et télégraphiques. On observa des blackouts jusqu'à des latitudes très basses et on rapporte que certains transformateurs de HT furent saturés et ont explosé, il y eu des décharges électriques et des surtensions dans les lignes télégraphiques qui firent fondre certains câbles électriques et déclenchèrent localement des incendies.

Si l'évènement de Carrington s'était produit aujourd'hui, il ferait bien plus de dégâts car nous sommes devenus très dépendants du réseau électrique (quasi inexistant à l'époque). En effet, aujourd'hui pratiquement tout est alimenté par le réseau électrique, en commençant par les appareils domestiques, les instruments scientifiques, les appareils de monitoring médicaux, les ordinateurs, les terminaux bancaires, les feux de signalisation, l'éclairage routier, les pompes à essence, les pompes à eau, les avions, les trains, les métros, les barrages, les systèmes de sécurité, les portes automatiques, les alarmes, les bornes d'accès, les radars, bref tout ce qui facilite la vie dans un endroit un tant soi peu civilisé. De plus, les infrastructures sont bien plus nombreuses qu'en 1859 et beaucoup de systèmes sont automatisés. En résumé, si une panne importante touche notre réseau électrique à l'échelle régionale ou continentale, c'est toute l'activité socio-économique et financière de pays entiers qui serait à l'arrêt, impactant gravement la survie de centaines de millions de personnes.

Illustration décrivant l'accélération des ions de faible énergie à la plus élevée, conduisant à la formation d'une plume polaire par laquelle l'hydrogène s'échappe de l'atmosphère de Mars. Ce mécanisme pourrait en théorie avoir un impact sur la quantité d'eau présente sur Mars. Document NASA/GSFC adapté par l'auteur.

Une telle éruption aurait endommagé voire détruit nos réseaux globaux de communications avec des blackouts régionaux durant plusieurs jours ou semaines avec des pannes définitives de nombreux satellites. Elle aurait endommagé les lignes aériennes (lignes à haute tension, téléphone, etc.) ou les structures métalliques (gazoducs, pipelines) sur de très longues distances, provoquant localement des incendies d'origine électrique et très difficiles à maîtriser. Cette énergie aurait pu détruire les transformateurs électriques ou les pipelines dans les régions nordiques. Déjà de nos jours, de tels évènements provoquent des dommages se chiffrant en milliards de dollars chaque année. Si une telle CME percutait la Terre, elle pourrait cette fois détruire les transformateurs les plus puissants, ceux que les rares fabricants mettent parfois 2 ans à construire (à ce jour il n'existe que deux fabricants, l'un en Allemagne l'autre en Corée) et qu'il n'est pratiquement plus possible de transporter par la route en raison de leurs dimensions et de leur poids. En résumé, il y aurait peu de différences entre l'impact d'une telle CME et l'effet d'une petite bombe EMP.

Mais qu'on se rassure, il faudrait une CME peut-être 10000 fois plus intense que celle de Carrington pour plonger la Terre entière dans le noir et provoquer un chaos mondial.

Dans le système solaire, étant dépourvue de champ magnétique global, Mars subit également de plein fouet les CME qui sont capables d'arracher des ions d'hydrogène ou hydron (H+) de son atmosphère et probablement d'assécher la planète. Ainsi, comme l'expliqua Majd Mayyasi de l'Université de Boston et ses collègues en 2018 dans le journal "Geophysical Research", en septembre 2017 la sonde spatiale MAVEN en orbite autour de Mars détecta indirectement en étudiant le profil de la raie Lyman α de l'hydrogène, une chute de l'abondance de l'hydrogène dans la haute atmosphère de Mars. Les spectres UV ont montré que l'abondance de l'hydrogène chuta de 25% durant ce mois soit un taux de perte qui augmenta d'un facteur 5 par rapport à la normale. Les observations ont montré que Mars avait été percutée par une CME, le profil du CO2 indiquant que la température de la haute atmosphère martienne passa de 206 à 282 K pendant le passage du nuage de plasma, facilitant la libération de l'hydrogène dans l'espace, formant une plume polaire orientée dans la direction du vent solaire comme on le voit à droite.

Par le passé, à l'époque de la prime jeunesse du Soleil, il est probable que de telles phases éruptives se répétèrent régulièrement avec des intensités bien plus fortes, ayant pour effet à long terme d'arracher une grande partie de l'atmosphère de Mars qui était déjà fragilisée par la faible masse de la planète. La perte d'hydrogène a également probablement accéléré la déperdition d'eau à la surface de Mars.

Les super-éruptions de 993, 775 et -660

Antérieurement, nous avons également des documents attestant que le Soleil connut au moins trois super-éruptions de classe X en l'an 993–994 et 774-775 de notre ère ainsi qu'aux alentours de l'an -660.

Concentration des radioéléments et taux de production du C-14 sur Terre aux environs de 660 avant notre ère. Document P.O'Hare et al. (2019) adapté par l'auteur.

Dans une étude publiée en 2017 dans la revue "Solar Physics" (en PDF sur arXiv), l'équipe de Hayakawa Hisashi découvrit des pics de concentration d'isotope radioactif de C-14 dans les cernes des arbres à travers le monde entier datant de l'année 993-994. Il pourrait s'agir des effets des rayons cosmiques issus du Soleil frappant la haute atmosphère et convertissant l'azote-14 en carbone-14. D'anciens manuscrits indiquent en effet huit observations d'aurores en Saxe, dans le nord de l'Irlande et dans la péninsule coréenne entre octobre 992 et janvier 993. Toutefois, cette éruption ne fut probablement pas aussi intense que celle de 1859.

Dans le cas de l'année 774-775, selon une étude publiée en 2013 par l'équipe de I.G. Usoskin dans la revue "Astronomy & Astrophysics", la concentration en C-14 est ~20 fois plus élevée que la normale en 775. La concentration de béryllium-10 est également anormalement élevée dans la glace Antarctique datant de cette époque. Cette anomalie isotopique est probablement également d'origine solaire, liée à une super-éruption ayant libéré une énergie estimée > 30 MeV/nucléon. Il s'agirait de la plus forte éruption solaire enregistrée à ce jour.

Enfin, dans une étude publiée par l'équipe du géologue Paschal O’Hare de l'Université de Lund dans les "PNAS" en 2019, une autre éruption solaire majeure se serait produite vers l'an 660 avant notre ère. En effet, les chercheurs ont découvert des preuves de cet évènement dans une surabondance de carbone-14 dans les cernes d'arbres et dans des carottes de glace extraites du Groenland riches en béryllium-10 et chlore-36 remontant aux alentours de 2610 ans soit vers 660 avant notre ère. Selon les chercheurs, les résultats indiquent que cet évènement fut de même ampleur que la super-éruption solaire de 774-775.

Quel est le risque d'une nouvelle super-éruption solaire ?

Risque-t-on d'assister à une nouvelle super-éruption de ce type dans les prochaines années ?

Le mathématicien David Moriña de l'Université Autonome de Barcelone et ses collègues ont publié en 2019 dans la revue "Scientific Reports" (du groupe Nature) une estimation de la probabilité qu'un évènement potentiellement catastrophique pour les télécommunications terrestres survienne au cours de la prochaine décennie. Les auteurs obtiennent une valeur comprise entre 0.46 et 1.88%, soit dix fois inférieure au pourcentage estimé auparavant (12% par Pete Riley en 2012). Selon Moriña, "notre modèle est plus flexible que les précédents et il inclut également le modèle utilisé pour les estimations précédentes en tant que cas spécifique."

Rappelons que l'intensité des perturbations de la surface solaire telles que les éruptions et les CME affectant la magnétosphère terrestre est mesurée depuis 1957 à l'aide de l'indice "Dst" qui centralise les valeurs collectées toutes les heures dans des stations réparties autour du monde. Normalement, la valeur de ce paramètre varie de -20 à +20 nT. On estime que l'indice Dst associé à l'évènement de Carrington avait une valeur d'environ -850 nT.

Les tempêtes géomagnétiques sont responsables des aurores boréales qui en fonction de leur intensité peuvent interférer de manière radicale avec différents aspects de l'activité humaine. Les interruptions des systèmes électriques et de navigation ainsi que les communications par satellite, sont des exemples de perturbations graves survenues au cours des dernières décennies. Selon Isabel Serra, coauteure de l'article, "à l'époque de Carrington, la seule infrastructure concernée était le réseau téléphonique mondial. [...] Une tempête d'une telle intensité pourrait avoir des effets catastrophiques sur notre société."

Selon une étude réalisée en 2013 par la compagnie d'assurance Lloyd's of London et l'Atmospheric and Environmental Research, la durée de ces effets pourrait durer plus d'un an et les coûts pourraient atteindre 2.5 milliards de dollars. "C’est un chiffre qui devrait nous faire réfléchir" ajouta Serra. En effet, une probabilité proche de 2% ne devrait pas être négligée si nous prenons en compte les conséquences d'un tel évènement. Selon Pere Puig, l'un des auteurs de l'article, "les gouvernements devraient disposer de protocoles d'action pour réagir à de telles catastrophes afin d'informer et de calmer la population laissée sans énergie électrique ni moyen de communiquer. Nous ne pouvons pas oublier qu'il y aura très peu de temps de réaction avant l'arrivée imprévue de ce type de orage". En effet, si une telle super-éruption survenait et se dirigeait vers la Terre, nous ne le saurions que quelques jours avant son impact sur notre planète et ne pourrions au mieux qu'essayer de nous protéger de ses effets.

Ceci dit, une probabilité de ~2% reste faible comparée à d'autres menaces qui peuvent nous toucher de beaucoup plus près (accident de voiture, inondation, noyade, etc). Quoiqu'en disent les chercheurs, ces super-éruptions sont très rares et plus une éruption est rare plus elle tombe dans l'aléatoire et l'imprévisible. Si on peut prédire statistiquement le cycle solaire et estimer la probabilité de formation d'une super-éruption, il ne s'agit que de moyennes statistiques. Prédire l'activité des éruptions solaires au jour le jour est actuellement impossible et ne le sera probablement jamais. Il est donc très difficile de prédirer l'apparition d'une CME ou d'une super-éruption pour une semaine précise. Aujourd'hui c'est un voeu pieux. Autrement dit, nous sommes toujours impuissants face aux colères du Soleil.

A n'en pas douter, le Soleil nous réservera encore certainement des surprises à l'avenir.

Pour plus d'informations

Sur ce site

Les éclipses solaires

Le spectre-éclair du Soleil

SSN or the short history of the Smoothed Sunspot Number

Eclipses and the D-layer absorption

Sur Internet

iSolSearch (base de données)

Spaceweather archives (taches solaires, Kp, éruptions, tempêtes, etc)

The International Solar Database (photographies du Soleil prises par des amateurs)

Hydrogen Alpha Solar Observing Program, The Astronomical League

Space Weather JHelioviewer (logiciel du SIDC)

High Powered Solar Observing: Hydrogen-Alpha, ICSTARS

Basic Atomic Spectroscopic Data

Magazine, articles, cours, thèses et encyclopédie

Living Reviews in Solar Physics (webzine), Springer

Solar Astrophysics, Scholarpedia

Introduction à la physique du Soleil (ou sur HAL, PDF, Cours L3/M1), Jean-Marie Malherbe, Obs.Paris

The Solar Cycle (PDF), David H. Hathaway, Dec 2015

The Shape of the Sunspot Cycle (PDF), David H.Hathaway et al., 1994, NASA

Solar Surface Convection, Åke Nordlund et al, 2009

Coupling from the Photosphere to the Chromosphere and the Corona (PDF), S.Wedemeyer-Böhm et al., Space Science Review, 2009

Stars, Galaxies, and Beyond (PDF), Michael C.McGoodwin/U.Washington, 2012

Investigating jets in the lower-to-mid solar atmosphere. Observations & Numerical Simulations (PDF, Thèse), Eamon Scullion, Armagh Obs., 2010

Physics of the Solar Corona (PDF), Markus J. Ashwanden, LPL/U.Az, 2004

Temporal Evolution of Fine Structures in and around Solar Pores (PDF, txt), Michal Sobotka et al., The Astrophysical Journal, 511, 1, 1999

The classification of sunspot groups, Patrick Siler McIntosh, Solar Physics, 125, 1990

The Physics of Sunspots (Sacramento Peak Observatory Conference Proceedings), 1981

A phenomenological model for disparitions brusques followed by flarelike chromospheric brightenings, Charles Hyder, Solar Physics, 2, 1, 1967

Livres (cf. détails dans ma bibliothèque dont la rubrique Astronomie)

Description approfondie

Magnetohydrodynamics of the Sun, Eric Priest, Cambridge University Press, 2014

Identifying Solar Features (PDF), ch.2 du livre "Observing the Sun" de J.Jenkins

Observing the Sun: A Pocket Field Guide, Jamey L. Jenkins, Springer-Verlag, 2013

Illustrated Glossary for Solar and Solar-Terrestrial Physics, s/dir A. Bruzek et C.J.Durrant, 1977/2011, Reidel

The Cambridge Encyclopedia of the Sun, Kenneth R. Lang, Cambridge University Press, 2001

The Sun from Space, Kenneth Lang, Springer, 2000/2016

Guide to the Sun, Kenneth J.H. Phillips, Cambridge University Press, 1992 (reprint 2008)

Astrophysics of the Sun, Harold Zirin, Cambridge University Press, 1988

The Sun, Charles Young, 1881

Vulgarisation

15 Million Degrees: A Journey to the Centre of the Sun, Lucie Green, Viking, 2016; Penguin Books Ltd, 2017

Observing the Sun, Peter Taylor, Cambridge University Press, 1991/2008

Amateur Telescope Making (Book III, pp.507-593), Albert Ingals, Willmann-Bell, 1996

Le Soleil en face, Pierre Lantos, Masson, 1997

Le Soleil, Pierre Lantos, PUF-Que sais-je ?, 230, 1994

Soleil, Hubert Reeves, Ed. De la Nacelle, 1991

Sous l'étoile Soleil, Jean-Claude Pecker, Fayard, 1984

Retour au Soleil

Retour à la Spectroscopie

Page 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 -


Back to:

HOME

Copyright & FAQ