Le soleil se déchaîne : comment la NASA a suivi la tempête solaire la plus intense depuis des décennies

Mai 2024 a été témoin de l’une des tempêtes solaires les plus importantes depuis des décennies, avec un barrage d’éruptions solaires et d’éjections de masse coronale qui ont provoqué des aurores historiques et testé les limites de la compréhension scientifique de la météo solaire.

Mai 2024 s’avère déjà être un mois particulièrement orageux pour notre Soleil. Au cours de la première semaine complète de mai, un barrage de grandes éruptions solaires et d'éjections de masse coronale (CME) a ​​lancé des nuages ​​de particules chargées et des champs magnétiques vers la Terre, créant la plus forte tempête solaire à atteindre la Terre depuis deux décennies – et peut-être l'une des plus fortes. expositions d'aurores enregistrées au cours des 500 dernières années.

« Nous étudierons cet événement pendant des années. Cela nous aidera à tester les limites de nos modèles et à comprendre les tempêtes solaires.

— Teresa Nieves-Chinchilla, directrice par intérim de NASAla Lune à Mars (M2M) Bureau d’analyse de la météorologie spatiale

« Nous étudierons cet événement pendant des années », a déclaré Teresa Nieves-Chinchilla, directrice par intérim du bureau d'analyse météorologique spatiale Moon to Mars (M2M) de la NASA. « Cela nous aidera à tester les limites de nos modèles et à comprendre les tempêtes solaires. »

Du 3 au 9 mai 2024, l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA a observé 82 éruptions solaires notables. Les éruptions provenaient principalement de deux régions actives du Soleil appelées AR 13663 et AR 13664. Cette vidéo met en évidence toutes les éruptions classées M5 ou plus, dont neuf sont classées comme éruptions solaires de classe X. Créditer le Goddard Space Flight Center de la NASA

Éruptions solaires intenses et CME

Les premiers signes de la tempête solaire ont commencé tard le 7 mai avec deux fortes éruptions solaires. Du 7 au 11 mai, plusieurs fortes éruptions solaires et au moins sept CME ont fait irruption vers la Terre. Huit des fusées éclairantes de cette période étaient du type le plus puissant, connu sous le nom de classe X, avec le pic le plus puissant avec une note de X5,8. (Depuis lors, la même région solaire a libéré de nombreuses autres grandes éruptions, y compris une éruption X8.7 – l’éruption la plus puissante observée ce cycle solaire – le 14 mai.)

Le 14 mai 2024, le Soleil a émis une forte éruption solaire. Cette éruption solaire est la plus grande du cycle solaire 25 et est classée comme éruption X8,7. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA

Se déplaçant à des vitesses allant jusqu'à 3 millions de miles par heure, les CME se sont regroupés 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, et celui qui a atteint le niveau le plus élevé. on n'en a pas vu depuis 2003.

« Les CME sont tous arrivés en grande partie en même temps, et les conditions étaient idéales pour créer une tempête vraiment historique », a déclaré Elizabeth MacDonald, responsable de la science citoyenne en héliophysique à la NASA et scientifique spatiale au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland.

Écrans Aurora mondiaux

Lorsque la tempête a atteint la Terre, elle a créé de brillantes aurores visibles partout dans le monde. Les aurores étaient même visibles 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 illuminer 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 qu'elles ne l'étaient dans le passé », a déclaré MacDonald. « En collectant des photos du monde entier, nous avons une énorme opportunité d'en apprendre davantage sur les aurores grâce à la science citoyenne. »

Une aurore coronale est apparue au-dessus du sud-ouest de la Colombie-Britannique le 10 mai 2024. Crédit : NASA/Mara Johnson-Groh

Mesurer la force des tempêtes géomagnétiques

Selon une mesure de la force 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 pourrait rivaliser avec certaines des observations d'aurores aux latitudes les plus basses jamais enregistrées au cours des cinq derniers siècles, bien que les scientifiques évaluent encore ce classement.

« Il est un peu difficile d'évaluer les tempêtes au fil du temps car notre technologie évolue constamment », a déclaré Delores Knipp, professeur-chercheur au département des sciences de l'ingénierie aérospatiale de Smead et associé de recherche principal à l'observatoire de haute altitude du NCAR, à Boulder, au Colorado. « La visibilité des aurores n'est pas une mesure parfaite, mais elle nous permet de comparer sur plusieurs siècles. »

MacDonald encourage les gens à continuer de soumettre des rapports d'aurores sur Aurorasaurus.org, notant que même les non-observations sont précieuses pour aider les scientifiques à comprendre l'étendue de l'événement.

Importance d’une surveillance continue et de recherches futures

Avant la tempête, le Centre de prévision météorologique spatiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration, chargé de prévoir les impacts des tempêtes solaires, a envoyé des notifications aux opérateurs de réseaux électriques et de satellites commerciaux pour les aider à atténuer les impacts potentiels.

Les avertissements ont aidé de nombreuses missions de la NASA à se préparer à la tempête, certains engins spatiaux mettant hors tension de manière préventive certains instruments ou systèmes 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.

Avoir hâte de

De meilleures données sur la façon dont les événements solaires influencent la haute atmosphère terrestre sont essentielles pour comprendre l'impact de la météorologie spatiale sur les satellites, les missions avec équipage et les infrastructures terrestres et spatiales. À ce jour, seules quelques mesures directes limitées existent dans cette région. Mais d’autres arrivent. Les futures missions, telles que la Geospace Dynamics Constellation (GDC) et le Dynamical Neutral Atmosphere-Ionosphere Coupling (DYNAMIC) de la NASA, seront en mesure de voir et de 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 avec les missions Artemis et, plus tard, sur Mars.

L'Observatoire de la dynamique solaire (SDO) de la NASA a capturé cette image d'une éruption solaire X5.8 culminant à 21 h 23 HAE le 10 mai 2024. L'image montre un sous-ensemble de lumière ultraviolette extrême qui met en évidence le matériau extrêmement chaud des éruptions. Crédit : NASA SDO

La région solaire responsable des récentes tempêtes tourne désormais autour de l'arrière du Soleil, là où ses impacts ne peuvent pas atteindre la Terre. Mais cela ne veut pas dire que la tempête est terminée. L'observatoire des relations solaires terrestres (STEREO) de la NASA, actuellement situé à environ 12 degrés en avant de la Terre sur son orbite, continuera à observer la région active un jour supplémentaire après qu'elle ne soit plus visible depuis la Terre.

« La région active commence tout juste à apparaître sur Mars », a déclaré Jamie Favors, directeur du programme de météorologie spatiale de la NASA au siège de la NASA à Washington. « Nous commençons déjà à capturer des données sur Mars, donc cette histoire ne fait que continuer. »