Une onde de choc d’origine solaire a créé une fissure dans la magnétosphère

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Éruption issue de la tache solaire AR3165, le 16 décembre 2022. | Sylvain Weiller
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Une onde de choc dans le vent solaire, vraisemblablement générée par une éjection de masse coronale, a envoyé une rafale de matière à grande vitesse en direction de la Terre, dans la soirée du 18 décembre. L’impact a ouvert une brèche dans la magnétosphère de la Terre, augmentant la probabilité d’une tempête géomagnétique pour la journée du 19 décembre.

Le 12 décembre, les experts de la météo spatiale recensaient neuf groupes de taches solaires distincts à la surface du Soleil ; le 15 décembre, ils en dénombraient 11 — le plus grand nombre observé jusqu’à présent au cours de ce 25e cycle solaire, ce qui augmentait les chances d’une éruption solaire. « Avec 11 groupes de taches solaires numérotés traversant la face du Soleil, il y a de bonnes chances que toute éruption entraîne des perturbations géomagnétiques », ont précisé les experts de Spaceweather.com.

Selon eux, l’onde de choc du 18 décembre pourrait être liée à une éjection de masse coronale émise par la tache solaire AR3165, qui la semaine dernière, se trouvait dans une période d’hyperactivité : plus de 18 éruptions solaires de classe M ont eu lieu en deux jours, précisait Spaceweather.com le 16 décembre. « Des impulsions de rayonnement ultraviolet extrême ionisent la partie supérieure de l’atmosphère terrestre, provoquant de fréquentes coupures de la radio à ondes courtes », expliquaient les spécialistes.

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Une brève panne radio au-dessus de l’Atlantique

Quelques événements de blackout d’ampleur régionale ont été signalés. La plus forte — une éruption de classe M6 — a été enregistrée le 14 décembre : elle a provoqué une brève panne de radio à ondes courtes au-dessus de l’océan Atlantique. Après 48 heures d’hyperactivité, la tache AR3165 est toutefois devenue plus « calme ».

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Événement de blackout causé par une éruption de classe M6 le 14 décembre. © Spaceweather.com

Pas aussi puissantes que les éruptions de classe X, les éruptions de classe M peuvent néanmoins entraîner des perturbations du champ magnétique terrestre, qui se traduisent par de brèves coupures de certaines communications radio dans les régions polaires. Ces éruptions solaires se produisent lorsque l’énergie stockée dans les champs magnétiques entrelacés qui surplombent les taches solaires est soudainement libérée. En quelques minutes, les éruptions chauffent la matière à plusieurs millions de degrés et produisent une explosion de radiations dans tout le spectre électromagnétique, des ondes radio aux rayons X et gamma.

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La tache solaire AR3165 a émis plus de 18 éruptions de classe M en deux jours. © Spaceweather.com

L’onde de choc du 18 décembre serait quant à elle liée à une éjection de masse coronale (EMC) : une immense bulle de matière solaire traversée par des lignes de champ magnétique, éjectée du Soleil en plusieurs heures ; cet événement est parfois (mais pas systématiquement) accompagné d’une éruption solaire. Une EMC se déplace à des vitesses de plusieurs millions de kilomètres par heure, transportant les particules chargées du vent solaire sous forme d’un front d’onde géant.

Des tempêtes géomagnétiques plus fréquentes et plus intenses d’ici 2025

Si une EMC atteint la Terre, elle peut provoquer une tempête géomagnétique : les particules solaires hautement énergétiques (électrons, protons et particules alpha) sont absorbées par le champ magnétique terrestre, puis compressent ce dernier. Elles sont alors canalisées par les lignes du champ magnétique jusqu’aux pôles, puis excitent ou ionisent les atomes de la haute atmosphère. Mais les atomes ne restent pas dans cet état excité : ils reviennent à un état stable en libérant de l’énergie sous forme d’un photon. C’est ce qui crée les aurores polaires très colorées.

Les tempêtes les plus intenses peuvent créer des fissures dans la magnétosphère, qui restent ouvertes pendant plusieurs heures. Ces brèches permettent à certaines particules solaires d’entrer dans l’atmosphère, ce qui peut potentiellement perturber ou endommager les satellites, les communications radio et les systèmes électriques. La tempête prévue pour le 19 décembre n’a été finalement que mineure (classe G1).

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Selon les prévisionnistes de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), il existe un nouveau risque de tempêtes géomagnétiques mineures de classe G1 prévu pour aujourd’hui : une paire de flux de vent solaire — issus d’un double trou dans l’atmosphère du soleil et émis côte à côte — devrait frôler le champ magnétique de la Terre.

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Nombre de taches solaires enregistrées au cours du temps. Pour ce 25e cycle, ce nombre dépasse largement les prédictions. © NOAA

L’activité du Soleil — qui suit un cycle de 11 ans environ — augmentera régulièrement au cours des prochaines années, pour atteindre un maximum global en 2025, avant de diminuer à nouveau. Récemment, le Soleil a néanmoins été plus actif que prévu, avec près du double des apparitions de taches solaires prévues par la NOAA. Les experts surveillent notre étoile de près, car à mesure que son activité augmente, le risque et l’intensité des éruptions solaires et des EMC augmentent également. Une tempête géomagnétique majeure pourrait provoquer de graves dommages sur nos infrastructures de communication et électriques.

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