Les éruptions solaires et les tempêtes géomagnétiques vers la terre

Les éruptions solaires et les tempêtes géomagnétiques vers la terre

Les observations portant sur les taches solaires ont débuté en 1610, peu après l’invention du
télescope.
Les taches solaires sont produites par l’activité magnétique interne du Soleil. Plus grande est
l’activité, plus nombreuses sont les taches produites.
La plus puissante éruption du cycle solaire (qui dure 11 ans), avait été observée en avril 2000, mais
n'était pas dirigée vers la Terre. De tels orages magnétiques ne présentent pas de danger pour la
santé car les particules ionisées sont absorbées ou déviées par l'épaisse atmosphère terrestre.
C'est en mars 1989 que le monde a réalisé le risque engendré par une tempête solaire. Au Québec,
Canada, une tempête géomagnétique a interrompu totalement le réseau électrique pendant 9 heures,
affectant 6 millions de personnes et coûtant plus de 10 millions de dollars.
2003
Une première tempête avait été provoquée par une éruption solaire survenue mardi vers 06h00
(11h00 GMT), accompagnée d'un jet massif de particules ionisées qui ont atteint la Terre mercredi à
1h13 (6h13 GMT), une dizaine d'heures avant le moment prévu par les spécialistes.
le météorologue spatial Larry Combs, du NOAA, explique :
"L'orage géomagnétique n'a mis que 19 heures pour atteindre la Terre, c'est l'un des orages les plus
rapides de ce cycle" solaire, Il s'agissait d'un orage électromagnétique extrême, classé G5, le niveau
le plus élevé existant. "
Les particules ionisées voyageaient à environ 2.000 km/seconde. L'éruption, filmée par SOHO, était
localisée dans la partie centrale du Soleil faisant face à la Terre. Ainsi, une énorme quantité de
matière coronale éjectée, gigantesque nuage de plasma magnétisé, a touché la Terre. L'éruption a
également envoyé des rayons-X voyageant à la vitesse de la lumière qui ont provoqué un orage
radio dans l'ionosphère s'étendant de 50 km à quelques centaines de kilomètres d'altitude.
Elle perturbe les télécommunications et provoquent d'inhabituelles aurores boréales. - L'agence
spatiale japonaise a fait état de la perte de communications avec l'un de ses satellites, Kodama,
mercredi au début de cet orage électromagnétique, le plus important depuis une trentaine d'années -
Les rayons-X ont interféré sur la propagation des ondes radioélectriques dans certaines gammes de
fréquences, notamment celles utilisées pour la communication avec les avions voyageant à haute
altitude près des pôles - Les particules ionisées atteignant la Terre mercredi ont créé quelques
interférences dans le réseau électrique du nord des États-Unis et du Canada, selon le NOAA - Cette
administration a également fait état d'aurores boréales visibles jusqu'au Texas (sud) - Cette éruption
solaire va continuer d'affecter le champ magnétique de la Terre pendant les deux semaines à venir,
selon les experts.
Le 29, une deuxième éruption solaire massive s'est produite mercredi à 15h48 (20h48 GMT) et a
atteint l'atmosphère terrestre jeudi vers 10H00, provoquant une nouvelle tempête géomagnétique.
John Kohl, astrophysicien du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, responsable d'un
spectromètre à ultra-violet sur l'observatoire spatial euro-américain d'étude du Soleil et de
l'héliosphère SOHO. Explique :

"C'est comme si la Terre regardait vers un canon géant pointé vers elle par le Soleil, qui aurait tiré
deux grands coups dans notre direction. Je n'ai rien vu de tel de toute ma carrière d'astrophysicien,
la probabilité que cela arrive est si faible qu'il s'agit d'une anomalie statistique".
M. Combs explique : La faiblesse des interférences sur Terre au début de la tempête solaire par
l'orientation au nord de son champ magnétique, ayant pour effet de s'harmoniser avec le champ
magnétique terrestre. Quelques heures plus tard, le champ magnétique de l'orage a tourné, passant
au sud et provoquant une augmentation de ses effets indésirables sur les communications radios.
Depuis le début du 20ème siècle, l’activité magnétique du soleil s'intensifie, elle est plus importante
que durant le millier d’années précédent, d’après des calculs effectués par des géophysiciens de
l’Université de Oulu (Finlande) et du Max Planck Institute for Aeronomy (Allemagne).
Ilya Usoskin et ses collègues ont utilisé une nouvelle méthode comme moyen d’étude des niveaux
historiques d’activité solaire : la concentration en Beryllium-10 dans les glaces polaires. Le
beryllium-10 est produit lorsque les rayons cosmiques interagissent avec les particules de
l’atmosphère terrestre. Le radio-isotope tombe alors en direction du sol et est sotcké dans les
couches de glace. Le champ magnétique du Soleil peut éloigner de la Terre les rayons cosmiques.
Un champ plus intense peut autrement dit entraîner une production plus faible de beryllium-10 et
inversement. Les données de cette technique ont pu être étendues jusqu’à 850. Les calculs montrent
que le nombre de taches solaires a connu une brusque augmentation depuis le début du 20ème
siècle. Le nombre moyen était de 30 par an entre 850 et 1900, de 60 de 1900 à 1944 et s’élève à 76
depuis.
Usoskin présice : "Il nous faut comprendre ce niveau d’activité sans précédent. Est-ce un événement
ponctuel qui annonce un retour à un niveau d’activité plus normal ? Ou s’agit-il d’un nouvel état
dynamique qui entretiendra un haut niveau d’activité solaire ?"
2004
L'activité du Soleil sur les 11400 dernières années a été reconstituée par un groupe international de
chercheurs conduit par Sami K. Solanki, du Max Planck Institute for Solar System Research
(Katlenburg-Lindau, Allemagne).
L'équipe a analysé pour cela les isotopes radioactifs contenus dans les arbres qui vivaient il y a des
milliers d'années. Il s'avère qu'il faut remonter 8000 ans en arrière pour retrouver une activité solaire
équivalente en intensité à celle des 60 dernières années. Les chercheurs prédisent, sur la base d'une
étude statistique des données, que le haut niveau actuel d'activité continuera probablement durant
encore quelques décennies.
La même équipe avait déjà, en 2003, observé que l'activité solaire était plus forte aujourd'hui que
durant les 1000 années précédentes. L'analyse des quantités d'isotopes radioactifs leur a permis
d'étendre la période étudiée à 11400 ans. La collision des particules des rayons cosmiques
énergétiques avec les molécules de la haute atmosphère engendre des noyaux radioactifs. L'un de
ces isotopes est C-14, carbone radioactif doté d'une demi-vie de 5730 ans. La quantité de C-14
produite dépend fortement du nombre de particules de rayons cosmiques atteignant l'atmosphère.
Ce nombre à son tour dépend du niveau d'activité solaire : lors des périodes de forte activité, le
champ magnétique du Soleil agit comme un bouclier protégeant de ces particules énergétiques,
alors que l'intensité des rayons cosmiques croît lorsque l'activité est basse. Ainsi, une activité solaire
forte signifie un moindre taux de production de C-14. Le C-14 produit par les rayons cosmiques
atteint la biosphère. Une partie est incorporée à la biomasse des arbres. Certains troncs d'arbres
peuvent être retrouvés en dessous du sol des milliers d'années plus tard après leur mort et la teneur

de leurs anneaux en C-14 peut ainsi être mesurée. Les périodes de forte activité solaire, que ce soit
aujourd'hui ou il y a 8000 ans, signifient une plus forte production de taches solaires, de sursauts et
d'éruptions, qui éjectent d'énormes nuages de gaz dans l'espace. L'origine et la source d'énergie de
tous ces phénomènes est le champ magnétique du Soleil. Par ailleurs, en raison du fait que la
luminosité du Soleil varie légèrement avec l'activité solaire, la nouvelle reconstruction indique que
le Soleil brille un peu plus à l'heure actuelle que durant les 8000 dernières années.
2005
Les colères du soleil
Une équipe de scientifiques britanniques et français a utilisé les observatoires spatiaux du Soleil
SOHO, ACE et la constellation Cluster II pour étudier aussi précisément que possible une
importante explosion magnétique survenue à la surface du Soleil en janvier 2004, de sa formation à
son impact contre la Terre.
Cette étude fournie ainsi aux scientifiques des indices précieux sur l'activité énergétique à la surface
du Soleil. Ces nouvelles données laissent envisager une meilleure prévision de l'activité solaire dans
ce domaine et renforcer nos capacités de prévision des effets néfastes des éjection de masse
coronale (CME) sur la Terre et l'activité humaine en orbite.
Les scientifiques ont localisé la source de cette éjection, survenue le 20 janvier 2004 et ont analysé
comment son champ magnétique se modifie lors de son déplacement dans l'espace interplanétaire,
entre le Soleil et la Terre. L'éjection de masse coronale a été détectée par SOHO qui localisera
ensuite sa source. Deux jours plus tard, ce sont les quatre satellites de Cluster II qui sont entrés en
jeu et ont détecté son champ magnétique en déplacement rapide entre le Soleil et la Terre. Leur
formation tétraédrique a permis de mesurer sa vitesse de déplacement et la direction de son champ
magnétique. Mesures également confirmées par le satellite ACE de la NASA.
Éjection de masse coronale (CME)
Les CME sont dues à de puissantes explosions magnétiques dans la couronne du Soleil, qui
projettent le plasma ionisé dans l'espace interplanétaire, et le gaz neutre associé par collision. Les
éjections de masse coronale transportent des milliards de tonnes de matière. La détente, dans
l'espace interplanétaire peu dense, du plasma initialement comprimé par les fortes pressions existant
à la surface du Soleil, augmente son volume jusqu'à des tailles supérieures à celle du Soleil. Une
gigantesque bulle de plasma s'éloigne à vitesse supersonique du Soleil, à plus de 300 000 km/h, en
ouvrant les lignes de force du champ magnétique solaire.
A son arrivée au voisinage de la Terre après trois à quatre jours, la CME interagit avec le champ
magnétique protecteur de la Terre, produit des aurores boréales et australes, des orages
géomagnétiques, perturbe les communications radio, les satellites et les systèmes de distribution
d'électricité.
1859 : un orage magnétique le plus puissant historiquement connu s'est produit durant la canicule
provoquant des aurores polaires recouvrant pratiquement toute la surface terrestre et paralysant
complètement le tout jeune télégraphe, empêchant toute communication électrique filaire.
1989 : tout le réseau électrique d'Hydro-Québec était paralysé durant 9 heures.
1994 et 1997 : plusieurs satellites ont été détruits par une telle manifestation de colère de notre astre
du jour,

Dans l'espace, les astronautes en sortie extra véhiculaires sont les plus exposés et risquent d'être
sérieusement irradiés. Quant aux astronautes à bord de la Station spatiale internationale et de la
navette, ils sont également concernés par ces risques sur leur santé. Les instruments à bord sont à
même d'être sérieusement endommagés. Pour éviter un tel incident, ou du moins réduire les risques,
les États-Unis et la NASA et la Russie ont mis en place une procédure qui consiste pour la Station à
positionner sa partie la plus importante face aux déferlements de plasma ionisé et de particules de
vent solaire électriquement chargées de façon à agir comme un bouclier pour protéger les
astronautes. Cette procédure s'inspire de ce que faisait alors l'ex-URSS avec sa station Mir.
2008
Les observatoires solaires spatiaux ont récemment enregistré à la surface du Soleil une nouvelle
zone de champ magnétique élevé. On estime que le processus d'accroissement du magnétisme
témoigne du commencement d'un nouveau cycle d'activité solaire, le 24e depuis que les hommes le
mesurent. Il faut reconnaître que ce phénomène ne promet rien de bon aux Terriens.
Guerres, révolutions, échecs intellectuels, scientifiques et techniques, assassinats, catastrophes
naturelles ou technologiques : tout cela pourrait être lié à l'activité solaire. Comprendre la nature de
ces corrélations et prévoir l'intensité de l'activité solaire est un objectif vital de la science
contemporaine.
De petites zones d'activité magnétique éphémère à champ inversé avaient déjà été enregistrées en
août 2007. Mais ce n'étaient probablement que les précurseurs sporadiques du nouveau cycle dans
un contexte d'activité minimale du cycle précédent.
Les cycles sont numérotés depuis 250 ans, lorsqu'on a commencé à effectuer des observations
quotidiennes du nombre de taches sur le disque visible du Soleil.
Au début du cycle, les taches solaires sont peu nombreuses. Par la suite, en quelques années, leur
nombre atteint une sorte de maximum, avant de retomber lentement jusqu'au minimum. Par
conséquent, on appelle la période où il y a le plus de régions actives "le maximum du cycle solaire",
et celle où elles sont presque inexistantes "le minimum". La succession des maximums et des
minimums se reproduit, en moyenne, tous les onze ans, ce qui correspond donc à un cycle d'activité
solaire.
Ces 80 dernières années, l'évolution des cycles solaires s'est légèrement accélérée et leur durée
moyenne est tombée à 10 ans et demi. Le Soleil possède probablement une sorte d'horloge interne
qui définit la durée de chaque cycle. Le mécanisme de cette horloge reste, il est vrai, encore peu
connu.
Maximum et minimum de l'activité peuvent coïncider dans des cycles différents. Ainsi, lors de la
deuxième moitié du XVIIe siècle, l'activité solaire a été très faible. A cette époque, on a observé une
baisse considérable des températures moyennes en Europe : c'est ce qu'on appelle le petit âge
glaciaire. Il est probable que ce phénomène ait été lié à la diminution de l'influence du Soleil sur le
climat de la Terre.
Actuellement, l'activité solaire enregistrée est la plus intense depuis un millier d'années. Au siècle
dernier, le nombre de taches solaires s'est considérablement accru. Parallèlement, on observe
également ces dernières années un réchauffement sensible du climat. On peut expliquer ce
processus par la pollution anthropique de l'environnement. Cependant, de l'avis de nombreux
savants, le lien entre les changements climatiques globaux et l'activité du Soleil en tant qu'étoile est