Ne serait-ce pas formidable si les physiciens solaires pouvaient prédire les tempêtes de soleil tout comme le météorologue prédisait les ouragans? Eh bien, maintenant peut-être qu'ils le peuvent. Les deux observatoires STEREO de la NASA ont effectué les premières mesures en 3D des explosions solaires, appelées éjections de masse coronale (CME), permettant aux scientifiques de voir leur taille et leur forme et de les imager pendant leur voyage d'environ 150 millions de kilomètres du soleil à la Terre. Avec STEREO, les scientifiques peuvent désormais capturer des images de tempêtes solaires et effectuer des mesures en temps réel de leurs champs magnétiques, de la même manière que les satellites permettent aux prévisionnistes de voir le développement d'un ouragan. Les éruptions de l'atmosphère extérieure du soleil, ou couronne, peuvent faire des ravages sur les satellites (et les astronautes) en orbite ou induire de grands courants dans les réseaux électriques de la Terre, ce qui peut provoquer des coupures de courant ou des coupures de courant.
"Nous pouvons maintenant voir un CME à partir du moment où il quitte la surface solaire jusqu'à ce qu'il atteigne la Terre, et nous pouvons reconstruire l'événement en 3D directement à partir des images", a déclaré Angelos Vourlidas, physicien solaire au Naval Research Laboratory, Washington, et scientifique de projet pour le Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation à bord de STEREO. Dans la vidéo ci-dessus, regardez certaines images 3D et écoutez Vourlidas parler des nouvelles découvertes.
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Les CME rejettent des milliards de tonnes de plasma dans l’espace à des milliers de kilomètres à l’heure et emportent avec eux une partie du champ magnétique solaire. Ces nuages de tempête solaire créent une onde de choc et une importante perturbation en mouvement dans le système solaire. Le choc peut accélérer certaines des particules dans l'espace vers les hautes énergies, une forme de «rayons cosmiques solaires» qui peuvent être dangereux pour les vaisseaux spatiaux et les astronautes. Le matériau CME, qui arrive quelques jours plus tard, peut perturber le champ magnétique terrestre, ou magnétosphère, et la haute atmosphère.
STEREO se compose de deux observatoires presque identiques qui effectuent des observations simultanées de CME à partir de deux points de vue différents. Un observatoire «mène» la Terre sur son orbite autour du soleil, tandis que l’autre observatoire «suit» la planète. Les deux points de vue de STEREO offrent une vue unique de l'anatomie d'une tempête solaire lorsqu'elle évolue et se déplace vers la Terre. Une fois que le CME arrive sur l'orbite de la Terre, les capteurs des satellites prennent des mesures in situ du nuage de tempête solaire, fournissant une «vérité au sol» entre ce qui a été vu à distance et ce qui est réel à l'intérieur du CME.
La combinaison fournit aux physiciens solaires la compréhension la plus complète à ce jour du fonctionnement interne de ces tempêtes. Cela représente également un grand pas vers la prévision du moment et de la manière dont l'impact sera ressenti sur Terre. L'angle de séparation entre les satellites permet aux chercheurs de suivre un CME en trois dimensions, ce qu'ils ont fait plusieurs fois au cours des dernières années en apprenant à utiliser ce nouvel outil de météorologie spatiale.
"Les mesures in situ de STEREO et d'autres engins spatiaux proches de la Terre relient les propriétés physiques du CME qui s'échappe aux images distantes", a déclaré Antoinette "Toni" Galvin, physicien solaire à l'Université du New Hampshire, et chercheur principal sur STEREO. Instrument de composition de plasma et d'ions suprathermiques (PLASTIC). «Cela nous aide à comprendre comment la structure interne du CME s'est formée et à mieux prévoir son impact sur la Terre.»
Jusqu'à présent, les CME pouvaient être imagés près du soleil, mais les prochaines mesures devaient attendre que le nuage CME arrive sur Terre trois à sept jours plus tard. Les images et les mesures en temps réel de STEREO fournissent aux scientifiques une multitude d'informations - vitesse, direction et vitesse - d'un jour CME plus tôt qu'avec les méthodes précédentes. Par conséquent, les compagnies d'électricité et les opérateurs de satellites disposent de plus de temps pour se préparer aux tempêtes solaires potentiellement dommageables.
Tout comme la force destructrice d'un ouragan dépend de sa direction, de sa taille et de sa vitesse, la gravité des effets d'un CME dépend de sa taille et de sa vitesse, ainsi que de son impact direct ou oblique sur l'orbite terrestre.
Les CME perturbent l'espace dominé par le champ magnétique terrestre. Les perturbations de la magnétosphère peuvent déclencher les lumières dansantes aux couleurs vives appelées aurores ou aurores boréales et australes. Bien que ces écrans soient inoffensifs, ils indiquent que la haute atmosphère et l'ionosphère de la Terre sont en ébullition.
Les tempêtes de soleil peuvent interférer avec les communications entre les stations au sol et les satellites, les pilotes d'avion et les astronautes. Le bruit radio d'une tempête peut également perturber le service de téléphonie cellulaire. Les perturbations dans l'ionosphère causées par les CME peuvent fausser la précision de la navigation du système de positionnement mondial (GPS) et, dans les cas extrêmes, induire des courants électriques parasites dans les longs câbles et les transformateurs de puissance au sol.
Le vaisseau spatial jumelé STEREO a été lancé le 25 octobre 2006 sur l'orbite de la Terre autour du soleil.
Sources: NASA, APL
