Les scientifiques pourraient un jour être en mesure de prédire les éruptions solaires dangereuses juste un jour à l’avance en utilisant un nouveau modèle d’explosion solaire, selon une nouvelle étude.
Les éruptions solaires sont les plus grandes explosions du système solaire. Ces éruptions géantes de la couronne solaire – l’atmosphère extérieure du soleil – peuvent non seulement s’avérer nocives pour les astronautes et les satellites en orbite, mais les panaches de plasma qui les accompagnent souvent peuvent déclencher des «tempêtes géomagnétiques» qui peuvent faire des ravages sur Terre. Par exemple, une éruption solaire a occulté toute la province canadienne du Québec en 1989, détruisant presque les réseaux électriques américains de la côte est au nord-ouest du Pacifique.
Des recherches antérieures ont montré que ces puissantes explosions résultent de la libération soudaine d’énergie magnétique provenant de zones proches de taches solaires visibles. Cependant, beaucoup reste inconnu sur les déclencheurs spécifiques des éruptions solaires, ce qui les rend particulièrement difficiles à prévoir de manière fiable. Bien que des modèles informatiques existent, qui peuvent aider les scientifiques à explorer la physique de ces éruptions, ces modèles ne sont pas utiles pour prédire quand exactement une éruption peut se produire.
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« La prévision des torches est un sujet intéressant et très difficile, en grande partie parce que nous n’avons aucun moyen de mesurer les champs magnétiques dans la couronne », Astrid Veronig, physicienne solaire à l’Université de Graz en Autriche qui n’a pas participé à cette recherche, a dit Space.com.
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps qu’un effet connu sous le nom de reconnexion magnétique sous-tend les éruptions solaires. Cet effet se produit lorsque deux régions magnétiques avec des lignes de champ orientées différemment se rencontrent. Lorsque cela se produit, leurs lignes de champ magnétique peuvent se rompre et se reconnecter les unes aux autres, convertissant de manière explosive l’énergie magnétique en chaleur et en énergie cinétique.
Dans la nouvelle étude, des chercheurs japonais ont suggéré que la reconnexion magnétique peut conduire des boucles magnétiques cisaillées à former des boucles magnétiques instables à double arc, qui ressemblent quelque peu à la lettre «m». Au fur et à mesure que ces instabilités à double arc se développent, elles se déplacent vers le haut, cisaillant d’autres boucles magnétiques et provoquant une reconnexion magnétique supplémentaire, ce qui, à son tour, aide les boucles magnétiques à double arc à se développer et éventuellement à éclater sous forme de fusées éclairantes.
En supposant que les instabilités à double arc déclenchent des explosions solaires, les scientifiques ont développé un modèle pour prédire quand de grandes éruptions solaires pourraient se produire sur la base d’observations magnétiques de routine du soleil. Le modèle peut également identifier où ces éruptions peuvent se produire et la quantité d’énergie qu’elles pourraient libérer.
Les chercheurs ont testé leur modèle en utilisant des données sur les plus grandes éruptions dites de «classe X», collectées à l’aide de l’observatoire de la dynamique solaire de la NASA de 2010 à 2017. En utilisant ces données avec le modèle, ils ont pu identifier l’emplacement de la plupart des grandes éruptions. jusqu’à 24 heures à l’avance.
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Les méthodes précédentes pour prédire les grandes éruptions solaires tentent principalement de prédire les éruptions en examinant les détails magnétiques de la surface du soleil, sans modéliser ce qui se passe réellement dans la couronne pour provoquer une éruption, a déclaré Veronig. En revanche, cette nouvelle méthode « est basée sur la physique des éruptions, et semble identifier quand et où les éruptions pourraient commencer », a déclaré Veronig.
Ce modèle est probablement encore un ou deux ans avant d’être applicable aux prévisions, a averti Veronig. Pour développer cette recherche en un outil prédictif comparable aux techniques existantes, il devra montrer qu’il peut accomplir des tâches telles que la vérification automatique des données solaires et faire des prédictions sur la probabilité qu’une éruption d’une force particulière puisse se produire et où cela pourrait se produire, disons, 12 ou 24 heures à l’avance, dit-elle.
Il y a deux grandes éruptions dont ce modèle n’a pas tenu compte, qui ne sont pas accompagnées d’énormes éruptions de plasma, appelées éjections de masse coronale. Plus de 90% de toutes les grandes éruptions sont liées à des éjections de masse coronale – les éruptions que ce modèle n’a pas prises en compte pourraient avoir impliqué une reconnexion magnétique en haut de la couronne, ou de puissants champs magnétiques qui ont empêché les éjections de masse coronale de cracher vers l’extérieur, a déclaré Veronig.
« Quand quelque chose ne fonctionne pas, comme ce modèle en ce qui concerne ces deux cas, nous pouvons toujours en apprendre davantage sur la physique sous-jacente impliquée », a déclaré Veronig.
Les scientifiques ont détaillé leurs découvertes dans le numéro du 31 juillet de la revue Science.
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