Le soleil éjecte périodiquement d'énormes bulles de plasma de sa surface qui contiennent un champ magnétique intense. Ces événements sont appelés éjections de masse coronale ou CME. Lorsque deux de ces éjections entrent en collision, elles peuvent générer de puissantes tempêtes géomagnétiques qui peuvent conduire à de belles aurores mais peuvent perturber les satellites et les GPS sur Terre.
Le 10 mai 2024, les gens de l'hémisphère nord ont pu assister à l'impact de ces activités solaires sur le temps spatial de la Terre.
Deux CME fusionnent ont déclenché la plus grande tempête géomagnétique en deux décennies, qui se manifeste dans des aurores aux couleurs vives visibles dans le ciel.
Je suis physicien solaire. Mes collègues et moi visons à suivre et à mieux comprendre en collision CME dans le but d'améliorer les prévisions météorologiques de l'espace. À l'ère moderne, où les systèmes technologiques sont de plus en plus vulnérables aux perturbations météorologiques de l'espace, comprendre comment les CME interagissent les uns avec les autres n'ont jamais été aussi cruciaux.
Éjections de masse coronale
Les CME sont longs et tordus – leur genre de cordes similaires – et la fréquence à laquelle elles se produisent varie avec un cycle de 11 ans. Au minimum solaire, les chercheurs observent environ une par semaine, mais près du maximum solaire, ils peuvent observer, en moyenne, deux ou trois par jour.
Lorsque deux CME ou plus interagissent, ils génèrent des nuages massifs de particules chargées et de champs magnétiques qui peuvent comprimer, fusionner ou se reconnecter les uns avec les autres pendant la collision. Ces interactions peuvent amplifier l'impact du CME sur le champ magnétique de la Terre, créant parfois des tempêtes géomagnétiques.
Pourquoi étudier l'interaction CME?
Près d'un tiers des CME interagissent avec d'autres CME ou le vent solaire, qui est un flux de particules chargées libérées de la couche externe du soleil.
Dans l'étude de mon équipe de recherche, publiée en mai 2024 Astronomie et astrophysiquenous avons constaté que les CME qui interagissent ou entrent en collision les uns avec les autres sont beaucoup plus susceptibles de provoquer une tempête géomagnétique – deux fois plus susceptible qu'un CME individuel. Le mélange de champs magnétiques forts et de haute pression dans ces collisions CME est probablement ce qui les fait générer des tempêtes.
Pendant les maxima solaires, lorsqu'il peut y avoir plus de 10 CME par jour, la probabilité que les CME interagissent les uns avec les autres augmentent. Mais les chercheurs ne savent pas s'ils deviennent plus susceptibles de générer une tempête géomagnétique pendant ces périodes.
Les scientifiques peuvent étudier les CME en interaction lorsqu'ils se déplacent dans l'espace et les regarder contribuer aux tempêtes géomagnétiques en utilisant des observations à partir d'observatoires à base d'espace et au sol.
Dans cette étude, nous avons examiné trois CME qui interagissaient les uns avec les autres alors qu'ils voyageaient dans l'espace en utilisant la chaîne stéréo de l'observatoire basé sur l'espace. Nous avons validé ces observations avec des simulations tridimensionnelles.
Les interactions CME que nous avons étudiées ont généré un champ magnétique complexe et une gaine de plasma comprimé, qui est une couche de particules chargées dans la haute atmosphère qui interagit avec le champ magnétique de la Terre.
Lorsque cette structure complexe a rencontré la magnétosphère terrestre, elle a comprimé la magnétosphère et a déclenché une tempête géomagnétique intense.
Ce même processus a généré la tempête géomagnétique à partir de mai 2024.
Entre le 8 et le 9 mai, plusieurs CME dirigés par la Terre ont éclaté du soleil. Lorsque ces CME ont fusionné, ils ont formé une structure combinée massive qui est arrivée à la Terre à la fin du 10 mai 2024. Cette structure a déclenché l'extraordinaire tempête géomagnétique que de nombreuses personnes ont observée. Les gens même dans certaines parties du sud des États-Unis ont pu voir les aurores boréales du ciel cette nuit-là.
Plus de technologie et de participations plus élevées
Les scientifiques ont un vaste réseau d'observatoires spatiaux et terrestres, tels que la sonde solaire Parker, l'orbiteur solaire, l'Observatoire de la dynamique solaire et autres, disponible pour surveiller l'héliosphère – la région entourant le soleil – à partir d'une variété de points de vue.
Ces ressources, associées à des capacités de modélisation avancées, fournissent des moyens opportuns et efficaces d'étudier comment les CME provoquent des tempêtes géomagnétiques. Le soleil atteindra son maximum solaire dans les années 2024 et 2025. Donc, avec des CME plus complexes venant du soleil au cours des prochaines années et une dépendance croissante à l'égard de l'infrastructure spatiale pour la communication, la navigation et l'exploration scientifique, la surveillance de ces événements est plus important que jamais.
L'intégration des données d'observation des missions spatiales telles que le vent et l'as et les données des installations au sol telles que le réseau électronique et les observatoires radio avec des outils de simulation de pointe permet aux chercheurs d'analyser les données en temps réel . De cette façon, ils peuvent rapidement faire des prédictions sur ce que font les CME.
Ces progrès sont importants pour assurer la sécurité des infrastructures et se préparer au prochain maximum solaire. Relever ces défis aujourd'hui garantit la résilience contre le temps de l'espace futur.
