La NOAA est en train de réécrire le livre sur la façon de classer les tempêtes solaires: les capacités, la science et notre compréhension de la science – beaucoup de choses ont changé dans la météorologie spatiale au cours des 25 dernières années. La technologie s’est améliorée et les scientifiques ont acquis des connaissances sur les événements météorologiques spatiaux extrêmes à la suite de tempêtes géomagnétiques historiques, telles que la tempête solaire d’Halloween d’octobre 2003 et l’événement Hanno de mai 2024. En regardant vers l’avenir, les scientifiques du Centre de prévision météorologique spatiale (SWPC) de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) recherchent désormais des moyens de mieux informer le public sur les événements météorologiques spatiaux qui pourraient avoir un impact sur la Terre. C’est pourquoi la NOAA demande au public son avis sur la manière de réécrire ses échelles de météorologie spatiale.
La NOAA a lancé une sollicitation en collaboration avec le National Weather Service (NWS) demandant aux organisations et au public de partager des informations sur les changements qui pourraient aider à mettre à jour les échelles de météo spatiale (la période de soumission est désormais terminée). L’objectif est de faciliter la compréhension des conditions météorologiques spatiales qui peuvent survenir et de la manière dont elles peuvent affecter les personnes dans l’espace et sur Terre, ainsi que les différents systèmes qui ont été affectés dans le passé.
Illustration d’une éjection de masse coronale impactant l’atmosphère terrestre. Mark Garlick/Photothèque scientifique
Les échelles de météo spatiale de la NOAA ont été créées en 1999 alors que la météo spatiale commençait à gagner en popularité avec l’avènement de nouvelles technologies pour étudier la météo dans l’espace. Le vaisseau spatial était équipé de divers instruments pour étudier le vent solaire, ainsi que pour surveiller l’activité solaire. Ils ont été calqués sur les échelles existantes utilisées pour classer les événements météorologiques sur Terre. Les échelles décrivent trois types d’impacts environnementaux, basés sur les trois principaux groupes d’impacts résultant des éruptions solaires. De plus, chacune des échelles comprend des informations sur la probabilité moyenne que chaque type d’événement se produise et le type d’intensité associé à chaque niveau.
Pour les tempêtes géomagnétiques, les catégories de champ d’application se concentrent sur l’impact sur le fonctionnement des engins spatiaux, des réseaux électriques et d’autres infrastructures au sol.
Dans les catégories de rayonnement solaire, les effets comprennent les effets biologiques sur les astronautes et les passagers des avions, ainsi que les effets possibles sur les satellites et autres systèmes.
La troisième échelle, les pannes radio, se concentre sur les effets de la météo spatiale sur les communications radio haute fréquence (HF) ainsi que sur les systèmes de navigation.
Les organisations d’intervention d’urgence telles que l’Agence fédérale de gestion des urgences (FEMA) ont commencé à demander davantage à SWPC si et comment les pannes radio pourraient affecter les communications par satellite et par téléphone portable, sur la base du libellé de l’échelle de panne radio. D’autres exemples incluent des inquiétudes concernant les différents niveaux de «rayonnement» provenant d’une tempête solaire. Les opérateurs d’engins spatiaux s’intéressent également aux nouvelles dimensions de la météorologie spatiale, car de plus en plus d’entreprises commerciales s’appuient sur les satellites pour fournir leurs services.
La NOAA devrait finaliser ses conclusions sur les nouvelles conditions météorologiques spatiales d’ici la fin de l’année, puis les informations seront distribuées à diverses agences gouvernementales, notamment la Maison Blanche, le ministère de l’Énergie, le ministère des Transports et la Federal Aviation. Administration (FAA). Les résultats guideront les équipes de la NOAA et du NWS dans la prise de décisions sur les changements à apporter à court et à long terme.
L’indice d’énergie emmagasinée par le Soleil a atteint des valeurs records pour le 21e siècle. L’indice du cycle solaire, qui montre l’énergie stockée dans l’étoile, contre toutes les prévisions, a atteint des valeurs presque record pour le 21e siècle, dépassant les niveaux des deux cycles solaires précédents, a déclaré Sergueï Bogachev, chef du Laboratoire d’astronomie solaire de a déclaré à RIA Novosti l’Institut de recherche spatiale de l’Académie des sciences de Russie.
«Les données sur l’indice du cycle solaire pour août 2024 ont été reçues et incluses dans les catalogues mondiaux, et elles semblent extrêmement intéressantes. Selon eux, la valeur moyenne de l’indice en août était de 215,5, ce qui est devenu un record absolu non seulement pour le 25e cycle solaire actuel, mais aussi pour le 24e cycle solaire précédent, dont le maximum s’est produit en 2012-2014», a déclaré Bogatchev.
Selon lui, des niveaux plus élevés d’activité solaire au XXIe siècle n’ont été observés qu’en 2000-2001, au sommet du 23e cycle d’activité qui s’est alors développé. De plus, même à cette époque, la hauteur du cycle était inférieure à celle d’aujourd’hui et s’élevait à 213. Une valeur plus élevée, qui constitue un record absolu pour le siècle en cours – 244, a été enregistrée en juillet 2000.
Le niveau du cycle est mesuré par le nombre de taches solaires et leurs groupes visibles par mois sur la face du Soleil faisant face à la Terre. Il reflète les réserves d’énergie magnétique et d’éruption emmagasinées par le Soleil. De tels calculs sont effectués depuis 1749 (le cycle solaire qui se développait reçut alors le numéro zéro).
Bogachev a souligné que la situation actuelle sur le Soleil ne correspond pas aux prévisions faites précédemment. On s’attendait à ce que le maximum soit presque deux fois inférieur et exactement inférieur aux sommets des deux cycles précédents. De plus, selon lui, une partie importante des scientifiques estiment que même des valeurs aussi élevées ne sont qu’intermédiaires et que l’activité maximale sera atteinte en 2025.
«Le cycle solaire atteignant des valeurs proches des valeurs records n’a pas encore conduit à une augmentation synchrone de l’activité des éruptions cutanées. Actuellement, la fréquence des éruptions et des orages magnétiques a considérablement augmenté, mais les événements de mai de cette année restent toujours d’une intensité record. Néanmoins, les risques d’événements majeurs en septembre sont très élevés», a ajouté le scientifique.
L’Académie russe des sciences a mis en garde contre un nuage de plasma solaire frappant la Terre le 13 septembre. Un nuage de plasma solaire frappera la Terre jeudi soir avec une probabilité de 99,9 pour cent, ont rapporté le Laboratoire d’astronomie solaire de l’Institut de recherche spatiale et l’ISTP RAS.
«Nous avons reçu les résultats de modélisation de la troisième émission de plasma survenue ces derniers jours, qui a encore une probabilité de 99,9 % de toucher la planète cette fois-ci. <…> À l’heure actuelle, les calculs montrent l’arrivée de la matière solaire demain vers 22 heures, heure de Moscou», indique le message publié dans la soirée du 11 septembre.
Comme l’ont souligné les scientifiques, cette fois les modèles utilisés n’avaient pratiquement aucun risque d’erreur. L’Académie des sciences de Russie a évalué la force de l’orage magnétique attendu comme étant modérée.
Les modèles du laboratoire indiquent également une forte probabilité d’aurores boréales aux latitudes moyennes.
Une saison d’aurores particulièrement active pourrait arriver dans quelques semaines seulement. Septembre est peut-être le meilleur moment pour observer des aurores brillantes grâce à l’inclinaison de la Terre, qui entraîne une activité géomagnétique plus intense autour de l’équinoxe.
En mai, la tempête géomagnétique la plus puissante depuis deux décennies a frappé la Terre, provoquant d’intenses aurores boréales jusqu’en Floride et au Mexique. Il n’y a aucune garantie, mais il y a des raisons de croire qu’il pourrait y avoir des tempêtes géomagnétiques plus intenses que la normale pendant plusieurs semaines de part et d’autre de l’équinoxe d’automne de ce mois-ci (22 septembre). Cela pourrait signifier une courte saison des aurores.
Cela est dû à ce qu’on appelle l’effet Russell-McPherron, qui explique pourquoi les périodes autour des deux équinoxes terrestres, mars et septembre, ont souvent tendance à avoir les aurores les plus colorées.
Le vent solaire est un flux de particules chargées provenant du Soleil qui s’intensifie soudainement à la suite d’éruptions solaires et d’éjections de masse coronale (CME), de puissantes explosions de rayonnement et de matière solaire. L’activité magnétique sur le Soleil a un cycle qui dure 11 ans. Elle devrait atteindre son apogée en ce moment. Cependant, ce n’est pas pour cela que la saison des aurores est inévitable. Les aurores se produisent lorsque des particules chargées du vent solaire pénètrent dans le champ magnétique terrestre et entrent en collision avec des molécules d’oxygène et d’azote dans l’atmosphère; cela excite les molécules, les faisant émettre de la lumière de couleurs vives.
Alors que le champ magnétique terrestre et celui du vent solaire sont généralement mal alignés, grâce à l’effet Russell-McPherron, les pôles magnétiques terrestres sont inclinés pendant les équinoxes pour accepter plus facilement les particules chargées. Alors que les champs magnétiques vers le sud dans le vent solaire annulent le champ magnétique terrestre vers le nord, des fissures s’ouvrent dans la magnétosphère terrestre, permettant au vent solaire de circuler plus facilement le long des lignes de champ magnétique. Cette géométrie fonctionne bien pour l’hémisphère nord car lors de l’équinoxe de septembre, 12 heures d’obscurité suivent 12 heures de lumière du jour.
Ces derniers jours, plusieurs émissions de plasma ont été enregistrées sur le Soleil, mais toutes étaient dirigées au-delà de la Terre. Une partie des nuages de plasma a été éjectée de la face cachée du Soleil et, dans cette position, n’était en principe pas considérée comme dangereuse. Mais le 7 septembre, une grande éjection s’est produite sur la face visible de notre étoile, qui aurait pu toucher notre planète avec son bord. C’est la raison pour laquelle on a prévu des orages magnétiques de niveau faible et moyen de classe G1 – G2 pour la soirée du mardi 10 septembre.
Le 9 septembre, le Soleil a éjecté une nouvelle grande masse de plasma, et cette fois presque exactement en direction de la Terre. La probabilité qu’un nouveau nuage frappe de plein fouet notre planète est de plus de 90 %.
Comme indiqué sur le site Internet du Laboratoire d’astronomie solaire de l’Institut de recherche spatiale de l’Académie des sciences de Russie et de l’ISTP SB RAS, les images satellite montrent un nuage de matière solaire d’environ 30 millions de kilomètres, se déplaçant à une vitesse d’environ 800 km/s.
Bien que le nombre de taches solaires sur le Soleil ait atteint un nouveau sommet depuis 20 ans en août 2024, les récentes éruptions solaires n’ont pas encore dépassé les deux éruptions solaires de septembre 2017. L’une de ces épidémies, survenue il y a sept ans, le 10 septembre 2017, détient toujours des records ininterrompus.
En septembre 2017 a commencé la phase de déclin du cycle solaire précédent (cycle solaire 24), dont le pic a eu lieu en 2014. Après une période de faible activité solaire, la région active AR 12673 est rapidement entrée en scène, produisant un certain nombre d’éruptions solaires de classe X, dont les plus notables ont eu lieu les 6 et 10 septembre 2017.
Ces éruptions ont été initialement enregistrées sous les noms X8.2 et X9.3, mais ont ensuite été reclassées sous les noms X13.3 et X11.8 à la suite du recalibrage des éruptions de la NOAA en 2020. Ces classes d’éruptions cutanées n’ont pas encore atteint leurs sommets finaux au cours du 25e cycle solaire actuel, malgré des niveaux d’activité solaire globalement beaucoup plus élevés.
Bien que l’éruption du 10 septembre 2017, survenue il y a 7 ans, soit la plus petite des deux éruptions, elle a établi un certain nombre de records, notamment: sortie magnétique la plus rapide, accélération CME la plus rapide et source de rayons gamma à long terme la plus puissante.
Les taches solaires sont des zones de champ magnétique puissant à la surface du Soleil avec une température plus basse (6 330 degrés Fahrenheit ou 3 500 °C) que la surface environnante du Soleil (9 930 °F ou 5 500 °C), ce qui leur donne un aspect plus sombre. Les champs magnétiques des taches solaires sont mesurés en continu depuis des décennies, et la corrélation entre la force/la complexité des champs magnétiques des taches solaires et leur capacité à produire de grandes éruptions solaires est bien connue.
Le champ magnétique d’une tache solaire peut croître ou diminuer avec le temps, évoluant continuellement au cours de la durée de vie typique d’une tache solaire, soit plusieurs semaines. Dans les jours qui ont précédé les éruptions solaires des 6 et 10 septembre 2017, l’AR 12673 a produit l’un des affichages de champ magnétique les plus rapides jamais observés dans une région solaire active. Sans cette manifestation rapide du champ magnétique, les plus grandes éruptions du cycle solaire ne seraient probablement pas possibles.
Les éruptions solaires sont la conversion de l’énergie de l’énergie magnétique de l’atmosphère solaire en accélération de particules, chauffant le plasma solaire et émettant de la lumière sur tout le spectre. Environ 50 % des éruptions solaires sont associées à une éjection de masse coronale (CME), une éruption de plasma solaire provenant de l’atmosphère du Soleil.
Les éruptions solaires et les éjections de masse coronale sont souvent confondues, mais elles sont plus faciles à distinguer avec l’analogie suivante : Imaginez un coup de feu. L’explosion de poudre à canon, le bruit de l’explosion et l’éclair de la bouche peuvent être considérés comme une éruption solaire, tandis qu’une éjection de masse coronale est un boulet de canon éjecté.
L’éruption du 10 septembre 2017 a déclenché une importante éjection de masse coronale (CME) au-dessus de la limite ouest du Soleil qui n’était pas dirigée directement vers la Terre. Cette éjection de masse coronale, provoquée par une grande éruption, a été synchronisée avec l’accélération de masse coronale la plus rapide jamais observée et l’une des vitesses de masse coronale initiales les plus rapides (4 300 km/s).
Les éruptions solaires émettent de la lumière sur la majeure partie du spectre, des ondes radio jusqu’aux rayons X. Les rayons gamma, les longueurs d’onde de la lumière les plus énergétiques, sont produits uniquement par les éruptions solaires les plus puissantes. L’éruption du 10 septembre 2017 a non seulement produit un signal clair de rayons gamma, mais a également continué à émettre des rayons gamma pendant plus de 12 heures. Observée par le télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA, cette émission de rayons gamma provenant d’une éruption solaire a établi le record de la source de rayons gamma la plus puissante jamais observée dans le ciel pendant plus de 12 heures.
Parallèlement à la libération de rayons gamma, l’événement a également produit l’une des plus grandes tempêtes de particules énergétiques solaires observées depuis la surface de la Terre, qui a également duré plusieurs heures. Une éruption solaire typique dure des dizaines de minutes, et les plus grandes éruptions de classe X durent généralement environ une heure. Cependant, certaines éruptions solaires, appelées à juste titre «événements de longue durée», peuvent durer bien plus d’une heure. L’éruption du 10 septembre 2017 en est un exemple extrême, et il existe des preuves solides que l’éruption a duré plus de 24 heures, soit beaucoup plus longtemps que la source de rayons gamma observée.