Éjection de masse coronale du 27 février 2000. Un disque est utilisé pour bloquer la lumière du soleil. Le cercle blanc indique la surface du soleil. Image via SOHO.
De temps en temps, le soleil rote, avec la puissance de 20 millions de bombes nucléaires. Ces hoquets sont connus sous le nom d’éjections de masse coronale ou CME. Il s’agit de puissantes éruptions près de la surface du soleil, provoquées par des plis dans le champ magnétique solaire. Les chocs qui en résultent ondulent dans le système solaire et peuvent interrompre les satellites et les réseaux électriques sur Terre.
Lors d’une CME, d’énormes bulles de gaz surchauffé – appelé plasma – sont éjectées du soleil. Pendant plusieurs heures, un milliard de tonnes de matière sont soulevées de la surface du soleil et accélérées à des vitesses d’un million de miles par heure (1,6 million de kilomètres par heure). Cela peut se produire plusieurs fois par jour lorsque le soleil est le plus actif. Pendant ses périodes plus calmes, les CME ne se produisent qu’environ une fois tous les cinq jours.
Voyez le soleil maintenant, via l’Observatoire de la dynamique solaire de la NASA
La cause sous-jacente des CME n’est pas bien comprise. Les astronomes s’accordent cependant à dire que le champ magnétique du soleil joue un rôle majeur. Comme le soleil est un fluide, les turbulences ont tendance à tordre le champ magnétique en des contorsions complexes. S’il est trop tordu, le champ se plie, comme un cordon téléphonique ou un jouet Slinky. Ces plis font craquer le champ magnétique et peuvent potentiellement entraîner de grandes quantités de plasma dans l’espace.
Le plasma lui-même est un nuage de protons et d’électrons emportés en altitude par le vent solaire. Voyageant à un million de miles par heure (1,6 million de km/h), les éjecta peuvent traverser la distance de 93 millions de miles (150 millions de km) jusqu’à la Terre en seulement quelques jours.
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Parce que les CME sont soufflées par le soleil dans toutes les directions, la plupart ne s’approchent pas de la Terre. Mais de temps en temps, une éruption nous vise directement. Lorsque le nuage de plasma frappe notre planète, une tempête géomagnétique s’ensuit. L’onde de choc des particules chargées comprime le champ magnétique terrestre diurne et étire le champ magnétique nocturne. Comme un élastique allongé, le champ magnétique terrestre finit par se ressaisir avec la même quantité d’énergie qu’un éclair.
La vidéo ci-dessous montre le flux de particules autour de la Terre sous forme d’éjectas solaires associés à une frappe d’éjection de masse coronale :
L’assaut de particules chargées et la restructuration temporaire du champ magnétique terrestre ont des effets observables. Les lumières aurorales, habituellement observées uniquement près des pôles, peuvent dériver vers des latitudes plus basses et devenir plus brillantes. La perturbation du champ magnétique peut également exposer la Terre à des rayons cosmiques mortels. L’atmosphère offre encore une protection suffisante pour les personnes au sol. Mais les astronautes dans l’espace peuvent recevoir des doses mortelles de rayonnement. Lors d’une tempête solaire en 1989, les cosmonautes à bord de la station spatiale Mir ont reçu leur dose maximale annuelle de radiations en quelques heures seulement !
Le véritable danger durable vient de l’effet de la tempête sur la technologie. La rafale d’activité magnétique et de courants électriques induits a le potentiel de perturber gravement les réseaux électriques, les satellites, les réseaux de communication, c’est-à-dire tout ce qui utilise l’électricité. Lorsque le soleil a dirigé une CME vers nous lors de l’événement de 1989 que je viens de mentionner, la tempête qui en a résulté a fait s’effondrer le réseau électrique d’Hydro-Québec. Six millions de personnes ont été privées d’électricité pendant neuf heures.
Mais la tempête de 1989 n’est rien comparée à la tempête géomagnétique de 1859. Connue sous le nom d’événement de Carrington, du nom de l’astronome amateur Richard Carrington, qui a observé les éruptions qui ont déclenché la tempête, c’était la tempête géomagnétique la plus puissante jamais enregistrée. Des aurores ont été observées aussi loin au sud qu’à Hawaï et dans les Caraïbes. Des témoins situés à des latitudes plus élevées ont déclaré pouvoir lire les journaux à la seule lumière de l’aurore. Les réseaux télégraphiques du monde entier ont connu des défaillances catastrophiques ; les opérateurs ont reçu des chocs et le papier télégraphique a pris feu.
Une répétition de l’événement de Carrington dans le monde actuel, beaucoup plus interconnecté, serait dévastatrice. Des défaillances en cascade pourraient rapidement couper l’électricité à des millions de personnes en quelques minutes. Les réseaux de communication tomberaient en panne et les satellites GPS, sur lesquels repose l’ensemble du système de trafic aérien, s’arrêteraient.
Une répétition de 1859 pourrait être vraiment catastrophique !
Evidemment, nous ne voulons pas être surpris par une puissante CME liée à la Terre. C’est pourquoi les astronomes étudient le soleil. Outre la joie de découvrir le fonctionnement des étoiles, une meilleure compréhension de l’activité solaire peut nous aider à mieux nous préparer. Avec ne serait-ce que quelques heures d’avance sur une CME imminente, nous pourrions interrompre et protéger les services essentiels en toute sécurité. Les perturbations pourraient alors ne durer que quelques heures, plutôt que les jours, les semaines et les mois qui pourraient autrement se produire.
Les CME ne sont qu’un autre rappel de la fragilité de notre point bleu pâle qui court autour du soleil.
Le 31 août 2012, le Solar Dynamics Observatory a surpris le soleil lançant des jets de plasma dans l’espace à près de 900 miles (environ 1 400 km) par seconde. Image via NASA/GSFC/SDO.
La ligne du bas : Les éjections de masse coronale – également connues sous le nom de CME – sont de puissantes éruptions à la surface du soleil. Causées par des instabilités dans le champ magnétique du soleil, elles peuvent lancer un milliard de tonnes de gaz surchauffés dans l’espace. La plupart dérivent de manière inoffensive à travers le système solaire, mais il arrive parfois que l’une d’entre elles vise la Terre. Lorsque cela se produit, l’orage magnétique qui en résulte peut gravement perturber les systèmes électriques et produire de brillantes aurores boréales.
Vision : 25 ans d’activité solaire
Chris Crockett a obtenu son Ph.D. en astronomie de l’UCLA en 2011 et a travaillé à l’Observatoire Lowell et à l’Observatoire naval des États-Unis. Il a ensuite réalisé qu’il aimait beaucoup plus parler d’astronomie que d’en faire. Après avoir reçu une bourse Mass Media Fellowship en 2013 par l’American Association for the Advancement of Science, il a passé un été à écrire pour Scientific American, puis est devenu rédacteur en astronomie pour Science News de 2014 à 2017. Aujourd’hui, il travaille en free-lance et se concentre sur des articles sur l’astronomie, la science planétaire et la physique. Son travail a été publié dans Science News, Scientific American, Smithsonian Magazine, Knowable, Sky & Telescope, et le magazine en ligne Physics de l’American Physical Society.
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