Le Soleil lance une éruption solaire de classe X, produisant des éjections de masse coronale vers la Terre. La tache solaire active AR3777 début août 2024 a provoqué la plus puissante des trois éruptions solaires de cette période, envoyant une autre éjection de masse coronale vers la Terre avec une possible tempête géomagnétique. Les CME sont de puissantes explosions de champ magnétique et de plasma qui se produisent en raison d’éruptions solaires sur le Soleil, qui peuvent conduire à de puissantes tempêtes géomagnétiques sur Terre.
Les éruptions solaires de classe X sont la classe d’éruptions solaires la plus puissante, et la désignation X est suivie d’un nombre de 1 à 9 qui indique leur puissance, 9 étant la plus élevée. En fait, il n’y a aucune limite de vitesse pour les éjections de masse coronale. L’éruption du 8 août a dépassé 2,2 millions de miles par heure (1 000 km/s) !
Le vaisseau spatial Solar Orbiter de l’ESA a fourni des données importantes pour répondre à la question qui préoccupe les scientifiques depuis des décennies : d’où provient l’énergie nécessaire pour chauffer et accélérer le vent solaire. Travaillant en tandem avec la sonde solaire Parker de la NASA, Solar Orbiter montre que l’énergie nécessaire pour alimenter cet écoulement provient de fluctuations à grande échelle du champ magnétique solaire.
Le vent solaire est un flux constant de particules chargées qui jaillissent de l’atmosphère solaire (appelée couronne) et survolent la Terre. C’est la collision du vent solaire avec l’atmosphère de notre planète qui fait apparaître les aurores colorées dans notre ciel.
Le vent solaire «rapide» se déplace à des vitesses supérieures à 500 km/s, ce qui équivaut à la somme énorme de 1,8 million de km/h. Il est intéressant de noter que ce vent quitte la couronne solaire à une vitesse plus lente, donc quelque chose l’accélère à mesure qu’il s’éloigne. Les vents à des millions de degrés se refroidissent naturellement, s’étendent dans un volume plus grand et deviennent moins denses, comme l’air sur Terre lorsque vous escaladez une montagne. Pourtant, il refroidit plus lentement que ce à quoi on pourrait s’attendre sur la base de ce seul effet.
Alors, qu’est-ce qui fournit l’énergie nécessaire pour accélérer et chauffer les parties les plus rapides du vent solaire? Les données de Solar Orbiter de l’ESA et de Parker Solar Probe de la NASA ont fourni des preuves irréfutables que la réponse réside dans des fluctuations à grande échelle du champ magnétique solaire, connues sous le nom d’ondes d’Alfvén.
“Avant ces travaux, les ondes d’Alfvén avaient été suggérées comme source potentielle d’énergie, mais nous n’avions aucune preuve définitive”, explique Yeimi Rivera, co-auteur du premier article du Centre d’astrophysique de Harvard et de la Smithsonian Institution du Massachusetts.
Dans un gaz normal, comme l’atmosphère terrestre, le seul type d’ondes pouvant être transmis sont les ondes sonores. Cependant, lorsque le gaz est chauffé à des températures inhabituelles, comme dans l’atmosphère du Soleil, il devient un état électrifié appelé plasma et réagit aux champs magnétiques. Cela permet à des ondes appelées ondes d’Alfvén de se former dans un champ magnétique. Ces ondes stockent l’énergie et peuvent la transférer efficacement à travers le plasma.
Un gaz ordinaire exprime son énergie stockée sous forme de densité, de température et de vitesse. Cependant, dans un plasma, le champ magnétique stocke également de l’énergie. Solar Orbiter et Parker Solar Probe contiennent tous deux les instruments nécessaires pour mesurer les propriétés du plasma, y compris son champ magnétique.
Bien que les deux vaisseaux spatiaux se trouvent à des distances différentes du Soleil et sur des orbites complètement différentes, en février 2022, ils se sont retrouvés par hasard alignés avec le même flux de vent solaire.
Parker, opérant à une distance de 13,3 rayons solaires (environ 9 millions de km) du Soleil aux bords les plus extérieurs de la couronne solaire, fut le premier à traverser le courant. Solar Orbiter, opérant à une distance de 128 rayons solaires (89 millions de km), a ensuite traversé le ruisseau un jour ou deux plus tard. “Ce travail n’a été possible que grâce à l’alignement particulier des deux engins spatiaux, qui ont échantillonné le même courant de vent solaire à différentes étapes de sa trajectoire depuis le Soleil”, explique Yeimi.
Profitant pleinement de cet alignement rare, l’équipe a comparé les mesures du même flux de plasma à deux endroits différents. Ils ont d’abord converti les mesures en quatre quantités d’énergie clés, qui comprenaient une mesure de l’énergie stockée dans un champ magnétique appelé flux d’énergie des vagues.
Puisque l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais seulement convertie d’une forme à une autre, l’équipe a comparé les lectures de Parker avec celles de Solar Orbiter. Ils ont fait cette comparaison avec et sans le terme d’énergie magnétique.
“Nous avons découvert que si nous ne tenons pas compte du flux d’énergie des vagues dans Parker, nous ne pouvons pas correspondre exactement à la quantité d’énergie présente dans Solar Orbiter”, explique le co-auteur Samuel Badman du Centre d’astrophysique de Harvard-Smithsonian. Établissement, Massachusetts.
Près du Soleil, où Parker a mesuré le flux, environ 10 % de l’énergie totale se trouvait dans le champ magnétique. Dans Solar Orbiter, ce chiffre est tombé à seulement 1 %, mais le plasma a accéléré et refroidi plus lentement que prévu.
En comparant les chiffres, l’équipe a conclu que l’énergie magnétique perdue assurait l’accélération et ralentissait le refroidissement du plasma, assurant ainsi une partie de son propre échauffement.
Les données montrent également l’importance des configurations magnétiques appelées inversions pour l’accélération du vent. Les retours représentent de grandes déviations des lignes du champ magnétique du Soleil et sont des exemples d’ondes d’Alfvén. Ils ont été observés depuis les premières sondes solaires dans les années 1970, mais la fréquence de leur détection a considérablement augmenté depuis que Parker Solar Probe est devenu le premier vaisseau spatial à survoler la couronne solaire en 2021 et à constater que les retours en arrière se regroupent en plaques.
Les nouveaux travaux confirment que ces régions pliées contiennent suffisamment d’énergie pour compenser la partie manquante de l’accélération et du réchauffement du vent solaire rapide.
«Ce nouveau travail rassemble intelligemment certaines des plus grandes pièces du puzzle solaire. De plus en plus de données collectées par Solar Orbiter, Parker Solar Probe et d’autres missions nous montrent que différents phénomènes solaires travaillent réellement ensemble pour créer cet environnement magnétique inhabituel», explique Daniel Müller, scientifique du projet Solar Orbiter de l’ESA.
Et il ne s’agit pas seulement d’informations sur notre système solaire. «Notre Soleil est la seule étoile de l’Univers dont nous pouvons mesurer directement le vent. Ce que nous avons appris sur notre Soleil a donc le potentiel de s’appliquer à au moins d’autres étoiles de type solaire et peut-être à d’autres types d’étoiles dotées de vents», explique Samuel.
L’équipe travaille maintenant à étendre son analyse pour l’appliquer à des formes plus lentes de vent solaire afin de déterminer si l’énergie du champ magnétique du Soleil joue un rôle dans leur accélération et leur chauffage.
L’énorme tache solaire responsable des aurores spectaculaires de mai a déclenché une éruption solaire majeure de classe X. La région hyperactive des taches solaires n’a pas ralenti au cours des prochains mois.
La région émergente de taches solaires AR3697 a fait connaître sa présence en libérant une autre puissante éruption solaire de classe X qui a émergé derrière la bordure sud-est du Soleil. L’éruption solaire a culminé à 10 h 35 HE (14 h 35 GMT) le 29 mai 2024, provoquant une panne de radio sur ondes courtes dans toute l’Europe occidentale et l’est des États-Unis.
AR3697 est une version récurrente de la tache solaire AR3664, responsable de la tempête géomagnétique épique G5 qui s’est produite à la mi-mai de la même année – la tempête solaire la plus puissante depuis 2003, provoquant des aurores spectaculaires dans le monde entier.
Immédiatement après l’éruption du 20 mai, le détecteur de particules énergétiques (EPD) du vaisseau spatial Solar Orbiter a détecté une explosion d’ions se déplaçant à des dizaines de milliers de kilomètres par seconde et des électrons se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière.
Coïncidant avec cet événement, les ordinateurs de BepiColombo et de Mars Express (deux missions planétaires de l’ESA) ont constaté une forte augmentation du nombre d’erreurs de mémoire, probablement causées par des particules d’énergie solaire frappant les cellules de mémoire physique à l’intérieur du vaisseau spatial. Olivier Witasse, scientifique du projet Mars Express, constate: «Ces données techniques sont destinées à surveiller la santé de l’engin spatial, mais elles montrent qu’elles peuvent également être utilisées pour détecter des événements météorologiques spatiaux, ce qui n’était pas vraiment prévu!»
Peu de temps après, le coronographe Metis de Solar Orbiter a vu le Soleil éjecter ce qu’on appelle une «éjection de masse coronale», et le magnétomètre de MAG a enregistré son arrivée sur le vaisseau spatial environ un jour plus tard. L’énorme bulle de plasma, constituée de particules chargées se déplaçant à une vitesse moyenne d’environ 1 400 km/s, a provoqué d’importantes fluctuations du champ magnétique mesuré par le vaisseau spatial. Le soleil a déchiré tellement de matière qu’il a même été vu du côté de la Terre par la mission ESA/NASA SOHO.
Ces différents ensembles de données suivent le mouvement des particules et les champs électromagnétiques issus de cette éjection massive à travers le système solaire. Cela contribue à son tour à améliorer la précision des simulations de l’activité solaire.
La plus forte éruption de classe X la plus élevée s’est produite sur le Soleil le 27 mai, a rapporté l’Institut de géophysique appliquée (IPG) à l’agence TASS.
“À 10h08, heure de Moscou, une éruption X2,9 d’une durée de 36 minutes a été enregistrée dans la gamme des rayons X”, a rapporté l’IPG. L’éruption a déjà perturbé les communications radio à ondes courtes.
Après une série de fortes éruptions sur l’étoile, une forte tempête magnétique a commencé sur Terre début mai. Dans la nuit du 11 mai, elle a atteint des niveaux de puissance extrêmes, enregistrés pour la première fois depuis août 2005.
Huit fortes éruptions, dont une de la classe X la plus élevée, se sont produites sur le Soleil le 29 mai, a indiqué l’Institut de géophysique appliquée (IPG) à l’agence TASS.
«La forte activité solaire de mercredi a conduit à une série d’éruptions de classe M et une éruption de classe X1.4/2B d’une durée de 87 minutes. Cette éruption s’est accompagnée d’une éjection de masse coronale, d’émissions radio et d’une perturbation des communications radio à ondes courtes», a indiqué l’IPG.
Sept fortes éruptions de classe M ont été enregistrées dans différents groupes de taches solaires. La première éruption de M 1.3, d’une durée de 15 minutes, s’est produite à 04h06, heure de Moscou, la dernière, également M1.3, d’une durée de 28 minutes, s’est produite à 22h10, heure de Moscou. La plus forte éruption de classe M5.7 a été enregistrée à 21h41, heure de Moscou. La précédente éruption X2.9 a été enregistrée le 27 mai.
Après une série de fortes éruptions sur l’étoile, une forte tempête magnétique a commencé sur Terre début mai. Dans la nuit du 11 mai, elle a atteint des niveaux de puissance extrêmes pour la première fois depuis août 2005. Les éruptions ont affecté les systèmes de transmission d’informations sur la planète, par exemple, certains satellites Starlink ont été «assommés» de leurs positions en orbite.
Les éruptions solaires, selon la puissance du rayonnement X, sont divisées en cinq classes : A, B, C, M et X. La classe minimale A0,0 correspond à une puissance de rayonnement sur l’orbite terrestre de 10 nW pour 1 carré. m. En passant à la lettre suivante, la puissance augmente 10 fois. Les éruptions cutanées s’accompagnent généralement d’émissions de plasma solaire dont les nuages, atteignant la Terre, peuvent provoquer des orages magnétiques.
Le 11 juin, Solar Orbiter a été témoin d’une autre éruption solaire de classe X se produisant de l’autre côté du Soleil dans AR3664. Comprendre le comportement des régions actives telles que AR3664 au cours de leur durée de vie aidera à terme à prédire comment les éruptions solaires affecteront la Terre. Les missions de l’ESA fournissent des yeux et des oreilles dans tout le système solaire, utilisant la science spatiale au profit de la Terre.
Les observations de Solar Orbiter sur la face cachée du Soleil donnent un aperçu de ce que fera la mission de prévision météorologique spatiale Vigil de l’ESA. En observant le côté gauche du Soleil (vu de la Terre), le vaisseau spatial a fourni un flux constant de données en temps quasi réel sur l’activité solaire potentiellement dangereuse avant qu’il ne soit visible depuis la Terre.
«L’ajout des données Vigil à nos services de météorologie spatiale peut nous donner des prévisions 4 à 5 jours plus tôt pour certains effets de la météo spatiale et fournir plus de détails que jamais. De telles alertes précoces donnent aux astronautes le temps de se mettre à couvert et aux opérateurs de satellites, de réseaux électriques et de systèmes de télécommunications le temps de prendre des mesures de protection», explique Giuseppe Mandorlo, chef de projet Vigil à l’ESA.
Les scientifiques ont enregistré cinq puissantes éruptions sur le Soleil le 14 juillet, dont l’une était de la classe X la plus élevée, a déclaré l’Institut de géophysique appliquée (FSBI IPG) à l’agence TASS.
“Le 14 juillet à 05h34, heure de Moscou, une éruption X1,3 d’une durée de 29 minutes a été détectée dans la gamme des rayons X dans le groupe de taches solaires 3738 (S12W39)”, rapporte l’IPG.
De plus, dimanche soir, il y a eu des fusées éclairantes M5.0, M2.7, M1.7 et le matin, une fusée éclairante M3.0.
Après les éruptions, le niveau d’influence des sursauts de rayons X solaires sur l’ionosphère terrestre, selon les données météorologiques spatiales, était au niveau R3 (fort) sur une échelle de cinq indicateurs, le plus élevé étant R5 (extrême ).
Les scientifiques ont enregistré huit puissantes éruptions de classe M sur le Soleil le 28 juillet, a déclaré l’Institut de géophysique appliquée (IGG) à l’agence TASS.
La première fusée éclairante (M7.9) s’est produite à 04h51, heure de Moscou, et la dernière (M1.7) à 17h22, heure de Moscou. Les éruptions ont été enregistrées dans différents groupes de taches solaires.
Les scientifiques ont enregistré l’éruption la plus puissante, proche de la classe X, à 04h57, heure de Moscou. “Dans le domaine des rayons X, dans le groupe de taches solaires 3766 (S07E10), une éruption M9.9 d’une durée de 8 minutes a été enregistrée”, rapporte l’IPG.
De plus, après une série d’éruptions, le niveau d’influence des sursauts de rayons X solaires sur l’ionosphère terrestre est passé à R2 (modéré) sur une échelle de cinq indicateurs, le niveau le plus élevé étant R5 (extrême). Selon la surveillance de la météo spatiale, quatre éruptions (M1.6, M9.9, M7.9, M7.8) ont été accompagnées d’une perturbation des communications radio HF.
Les scientifiques ont enregistré le 29 juillet la troisième éruption de la classe X la plus élevée sur le Soleil, a déclaré à l’agence TASS l’Institut de géophysique appliquée (FSBI IPG).
“Le 29 juillet à 05h37, heure de Moscou, une éruption X1,5 d’une durée de 10 minutes a été détectée dans la gamme des rayons X dans le groupe de taches solaires 3764 (S05W04)”, indique le message.
Auparavant, les éruptions X1.2 (14 juillet) et X1.9 (16 juillet) avaient été signalées.
Les éruptions solaires, en fonction de la puissance du rayonnement X, sont divisées en cinq classes : A, B, C, M et X. La classe minimale A0,0 correspond à une puissance de rayonnement sur l’orbite terrestre de 10 nanowatts pour 1 mètre carré. . m. En passant à la lettre suivante, la puissance augmente 10 fois. Les éruptions cutanées sont généralement accompagnées d’émissions de plasma solaire dont les nuages, atteignant la Terre, peuvent provoquer des orages magnétiques.
Les scientifiques ont enregistré cinq puissantes éruptions solaires le 14 août, dont l’une était de la classe X la plus élevée, a déclaré l’Institut de géophysique appliquée (FSBI IPG) à l’agence TASS. Il est à noter que l’épidémie s’est accompagnée d’une perturbation des communications radio HF.
“Le 14 août à 9h40, heure de Moscou, une éruption X1.1 d’une durée de 58 minutes a été détectée dans la gamme des rayons X dans le groupe de taches solaires 3784 (N13E04)”, indique le rapport. De plus, les scientifiques ont enregistré les foyers M1.3, M1.2, M4.2 et M4.4. La première a eu lieu le 14 août à 01h45, heure de Moscou.
Après une série d’éruptions cutanées, le niveau d’influence des sursauts de rayons X solaires sur l’ionosphère terrestre, selon les données météorologiques spatiales, a atteint R3 (fort) sur une échelle de cinq indicateurs, le plus élevé étant R5 (extrême).
Mai 2024 s’est déjà révélé être un mois particulièrement mouvementé pour le Soleil. Au cours de la première semaine complète de mai, une série de grandes éruptions solaires et d’éjections de masse coronale (CME) ont projeté des nuages de particules chargées et des champs magnétiques vers la Terre, créant la tempête solaire la plus puissante à atteindre la Terre depuis deux décennies – et peut-être l’une des plus puissantes. tempêtes solaires les plus puissantes jamais enregistrées sur Terre au cours des 500 dernières années.
“Nous étudierons cet événement pendant des années”, a déclaré Teresa Nieves-Chinchilla, directrice par intérim du bureau d’analyse de la météo spatiale Moon to Mars (M2M) de la NASA. “Cela nous aidera à tester les limites de nos modèles et à comprendre les tempêtes solaires.”
Les premiers signes d’une tempête solaire ont commencé tard dans la soirée du 7 mai avec deux puissantes éruptions solaires. Du 7 au 11 mai, plusieurs puissantes éruptions solaires et au moins sept éjections de masse coronale se sont précipitées vers la Terre. Huit des fusées éclairantes au cours de cette période étaient du type le plus puissant, connu sous le nom de classe X, avec le pic le plus puissant noté X5,8. (Depuis lors, la même région solaire a produit de nombreuses autres grandes éruptions, y compris l’éruption X8.7 – l’éruption la plus puissante observée ce cycle solaire – le 14 mai.)
Se déplaçant à des vitesses allant jusqu’à 3 millions de kilomètres par heure, les éjections de masse coronale se sont rassemblées en vagues qui ont atteint la Terre à partir du 10 mai, créant une tempête géomagnétique de longue durée qui a atteint la cote G5, le niveau le plus élevé sur l’échelle des tempêtes géomagnétiques jamais vu depuis. 2003.
“Toutes les éjections de masse coronale se sont produites presque simultanément, et les conditions étaient idéales pour qu’une tempête véritablement historique se produise”, a déclaré Elizabeth MacDonald, chef de l’équipe de science citoyenne en héliophysique de la NASA et astronaute scientifique au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt. État du Maryland.
Lorsque la tempête a atteint la Terre, elle a créé des aurores brillantes visibles partout dans le monde. Les aurores étaient visibles même à des latitudes inhabituellement basses, notamment dans le sud des États-Unis et le nord de l’Inde. Les aurores les plus fortes ont été observées dans la nuit du 10 mai et ont continué à éclairer le ciel nocturne tout au long du week-end. Des milliers de rapports soumis au site de science citoyenne Aurorasaurus, financé par la NASA, aident les scientifiques à étudier l’événement et à en savoir plus sur les aurores.
“Les caméras – même les caméras de téléphones portables standard – sont beaucoup plus sensibles aux couleurs des aurores boréales qu’elles ne l’étaient auparavant”, a déclaré McDonald. “En collectant des photographies du monde entier, nous avons une énorme opportunité d’en apprendre davantage sur les aurores boréales grâce à la science citoyenne.”
Selon une mesure de la gravité des tempêtes géomagnétiques appelée indice de temps de perturbation des tempêtes, qui remonte à 1957, cette tempête était similaire aux tempêtes historiques de 1958 et 2003. Et avec des rapports d’aurores visibles jusqu’à 26 degrés de latitude magnétique, cette tempête récente rivalise avec certaines des observations d’aurores aux latitudes les plus basses enregistrées au cours des cinq derniers siècles, bien que les scientifiques évaluent encore ce classement.
“Il est un peu plus difficile d’évaluer les tempêtes au fil du temps car notre technologie évolue constamment”, explique Delores Knipp, professeure de recherche au département des sciences de l’ingénierie aérospatiale de Smead et scientifique principale à l’observatoire de haute altitude du NCAR à Boulder, au Colorado. “La visibilité des aurores n’est pas un indicateur parfait, mais elle nous permet de comparer à travers les siècles.”
McDonald encourage les gens à continuer de soumettre des rapports d’aurores sur Aurorasaurus.org, notant que même ceux qui n’ont pas été observés sont précieux pour aider les scientifiques à comprendre l’ampleur de l’événement.
Avant la tempête, le Centre de prévision météorologique spatiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration, chargé de prévoir les effets des tempêtes solaires, a envoyé des alertes aux opérateurs de réseau électrique et aux satellites commerciaux pour les aider à atténuer les impacts possibles.
Les avertissements ont aidé de nombreuses missions de la NASA à se préparer à la tempête, et certains vaisseaux spatiaux ont arrêté certains instruments ou systèmes à l’avance pour éviter des problèmes. ICESat-2 de la NASA, qui étudie les calottes glaciaires polaires, est passé en mode sans échec, probablement en raison de l’augmentation de la traînée due à la tempête.
De meilleures données sur la manière dont les événements solaires affectent la haute atmosphère terrestre sont essentielles pour comprendre l’impact de la météorologie spatiale sur les satellites, les missions habitées et les infrastructures terrestres et spatiales. À ce jour, seules quelques mesures directes limitées existent dans cette région. Mais il y en aura davantage. Les futures missions telles que Geospace Dynamics Constellation (GDC) et Dynamical Neutral Atmosphere-Ionosphere Coupling (DYNAMIC) de la NASA pourront voir et mesurer exactement comment l’atmosphère terrestre réagit aux afflux d’énergie qui se produisent lors de tempêtes solaires comme celle-ci. De telles mesures seront également utiles lorsque la NASA enverra des astronautes sur la Lune dans le cadre des missions Artemis, puis sur Mars.