L’activité de notre Soleil a des effets sur notre Terre. D’où l’importance pour les astronomes de parvenir à la prédire. © Skorzewiak, Adobe Stock
Sciences

Première : des chercheurs ont prédit l’arrivée d’une tache solaire

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[EN VIDÉO] Des taches solaires prédites par les astronomes  Prédites par des chercheurs du National Solar Observatory (NSO, États-Unis), des taches solaires sont apparues le 23 novembre 2020 sur le côté ouest du Soleil. Cette vidéo est construite à partir de trois jours d’observations dans l’ultraviolet par le Solar Dynamics Observatory (SDO) de la Nasa. Une première tache est visible dès le début de la vidéo. Deux autres apparaissent plus tard. La dernière, nommée 12786, est plus grande que les autres. Il mesure environ 50.000 kilomètres de diamètre. C’est près de 4 fois plus que le diamètre de la Terre ! © NASA, SDO, Helioviewer.org 

Des taches solaires viennent juste de faire leur apparition sur la face du Soleil visible depuis la Terre. Jusque-là, rien de très exceptionnel. Mais ce qui vaut à ces taches de faire la Une des médias, c'est que pour la première fois, des chercheurs avaient annoncé leur arrivée il y a quelques jours.

Sur Terre, les prévisions météorologiques sont difficiles. Dans l'espace, elles sont réputées encore plus délicates. Pourtant, les sautes d'humeur du Soleil peuvent avoir des conséquences importantes. Des pannes sur les réseaux électriques ou à bord des avions, des interruptions du service de navigation GPS ou encore des destructions de satellites.

Le 18 novembre dernier, pour la toute première fois, des chercheurs du National Solar Observatory (NSO, États-Unis) ont prédit avec succès l'émergence de nouvelles taches solaires. Comment ? En « écoutant les battements de son cœur ». Moins poétiquement parlant, en enregistrant les modifications des ondes sonores qui se propagent à l'intérieur du Soleil. Selon les principes de l'héliosismologie.

« Être capable de prédire avec jusqu'à cinq jours d'avance, la présence de taches solaires est extrêmement précieux pour notre société très technologique », commente Alexei Pevtsov, responsable du programme de prédiction, dans un communiqué du NSO. Car les tempêtes solaires trouvent souvent leur origine dans les régions tachées. Et plus le champ magnétique est emmêlé, plus il est probable qu'il entraînera de grandes éruptions solaires et des éjections de masse coronale qui, à leur tour, peuvent entraîner des conséquences désagréables sur Terre.

Les chercheurs s’appuient sur les ondes sonores pour mesurer les changements à l’intérieur du Soleil, ce qui leur donne une indication des taches solaires sur le côté du Soleil caché à la Terre. Cette vue d’artiste montre des ondes acoustiques internes d’un Soleil sans taches solaires (en haut) et avec taches solaires (en bas). Le champ magnétique de la tache solaire perturbe les ondes acoustiques, modifiant leur signature. © C.Raftery, NSO, AURA, NSF

La tache la plus importante de ce début de cycle solaire

Via un réseau baptisé Gong, le NSO permet de garder un œil sur le Soleil 24h/24 et 7j/7. C'est ainsi que les chercheurs ont pu mesurer des changements dans les ondes sonores survenues sur la face du Soleil opposée à la Terre. Un outil précieux pour les prédictions à venir.

« Ce signal est le plus fort que nous ayons enregistré pendant ce cycle solaire. Nous l'avons remarqué pour la première fois dans nos images du côté éloigné du Soleil le 14 novembre 2020, raconte Kiran Jain, chercheur au NSO. Il était alors discret, mais il s'est rapidement intensifié, dépassant les seuils de détection un jour plus tard. Puisque nous sommes dans la phase très précoce du cycle solaire 25, le signal de ce grand spot se démarque clairement. »

Désormais passée sur le côté du Soleil qui nous fait face, la tache en question est de telle dimension qu'elle est visible à l'aide de petits instruments astronomiques - avec toutes les précautions nécessaires aux observations solaires. Les chercheurs vont continuer à surveiller attentivement son évolution.

Pour en savoir plus

Bientôt un système d'alerte aux tempêtes solaires

Un système d'alerte aux tempêtes solaires vient d'être mis au point, capable de prévoir plus de 2 heures à l'avance l'arrivée de particules dangereuses. De quoi donner le temps de se protéger aux occupants de l'ISS et aux équipages d'avions en région polaire.

Article de Rémy Decourt paru le 27/07/2012

L'activité solaire, qui se traduit par une variété de phénomènes énergétiques variant de façon cyclique, en fréquence et en intensité, comme le montre cette spectaculaire éruption solaire survenue en mars 2012, rend nécessaire la mise au point de systèmes de prédiction en raison du risque qu'elle fait peser sur bon nombre d'activités spatiales ou terrestres. © SDO Science Team, Nasa

Malgré notre compréhension des principaux mécanismes de fonctionnement du Soleil et la possibilité de suivre en 3D la trajectoire des tempêtes solaires vers la Terre, il reste difficile de prédire l'activité solaire à court terme. Or, nos sociétés modernes sont bien plus exposées au risque des soubresauts du Soleil qu'on ne le pense.

De l'astronaute en activité dans l'espace, aux pilotes d'avions et leurs passagers, en passant par des satellites aux réseaux terrestres de distribution d'énergie, bon nombre de personnes et d'activités économiques sont à la merci d'une éruption solaire trop importante.

Une équipe internationale de chercheurs a développé un système d'alerte capable de prévoir l'arrivée au voisinage de la Terre des particules radioactives les plus dangereuses des tempêtes solaires. Dans le cas d'une éruption, les particules solaires voyagent pratiquement à la vitesse de la lumière, mettant ainsi 10 min pour atteindre la Terre. Il s'agit surtout d'électrons mais on compte également la présence de protons et de neutrons. Détail intéressant, toutes ces particules ne voyagent pas à la même vitesse, qui dépend de leur énergie.

Actuellement, le Soleil est dans une période de pic d'activité, qui se produit généralement tous les 11 ans. Pour ces prochaines années, les astronomes s'attendent à des sursauts d'activités potentiellement dangereux pour les astronautes. © Esa

Les protons, clé de la prévision des éruptions solaires

Les chercheurs se sont rendu compte qu'il est possible de prédire l'arrivée des particules les plus lentes, qui sont les plus dangereuses car les plus nombreuses. Il faut pour cela analyser les premiers arrivants.

Ce sont des protons. Quand ils frappent une molécule de l'atmosphère terrestre, ils la font en quelque sorte voler en éclat, formant une gerbe de nouvelles particules qui, à leur tour, heurtent d'autres molécules et ainsi de suite. Des neutrons (particules neutres) sont créés lors de cette réaction en chaîne. En mesurant leurs impacts grâce aux détecteurs situés au pôle Sud, les scientifiques calculent l'énergie des protons arrivés en premier, et peuvent en déduire l'intensité de ceux qui vont suivre, les plus dangereux donc.

Selon l'énergie estimée de ces protons, le système fournit un délai d'avertissement jusqu'à 166 min. Un délai suffisant pour permettre aux astronautes de se réfugier à l'intérieur d'un compartiment blindé de l'ISS ou aux pilotes d'avions survolant les régions polaires (là où le champ magnétique qui protège la Terre est le plus vulnérable, ce qui explique la présence d'aurores boréales ou australes) de baisser leur altitude de croisière.

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