Les tempêtes solaires
Les objets mystérieux et les phénomènes extraordinaires
Pour l'observateur non averti, la relation Soleil-Terre peut paraître simple, voire banale. Les deux astres s'attirent mutuellement au rythme d'un tango gravitationnel orchestré durant 365 jours. Immuable en apparence, le Soleil inonde la Terre de ses rayons lumineux, jour après jour. Mais pour les scientifiques et les enthousiastes avisés, la relation Soleil-Terre est loin d'être simple. Divers changements se produisent, et certains d'entre eux peuvent avoir des conséquences d'une grande portée pour l'humanité.
La variabilité du Soleil est mieux connue grâce au cycle de 11 ans des taches solaires, mais des épisodes d'une plus grande violence se produisent sur une échelle de temps plus courte. Il arrive souvent que la quantité de flux magnétique produit dans une région soit trop grande pour être contenue et qu'un champ magnétique intensifié se précipite vers la surface du Soleil, un peu comme le ferait une bille de bois remontant à la surface de l'eau et qui entraînerait d'importantes quantités de matière intérieure dans son sillage. Une fois exposées, les particules solaires peuvent soit émettre d'intenses rayonnements électromagnétiques (éruptions solaires) soit être rejetées en bloc dans l'espace interplanétaire (éjection de plasma coronal).
Le rayonnement électromagnétique qui se déplace à la vitesse de la lumière est le premier à atteindre la Terre. Les effets typiques d'une éruption solaire sont l'échauffement et la dilatation vers le haut de l'ensemble de l'atmosphère, sans compter la possibilité d'un changement dans la chimie de l'atmosphère moyenne. Au cours d'une importante éruption solaire, les rayons ultraviolets qui frappent la Terre peuvent augmenter et avoir certains effets à long terme sur l'ozone.
Le plasma solaire, de la matière éjectée, atteint la Terre après un délai de un à plusieurs jours. Contrairement aux photons qui se déplacent librement, ce vent solaire doit se frayer un chemin dans l'atmosphère. La Terre, possédant son propre champ magnétique, repousse les matières qui tentent de pénétrer dans la magnétosphère terrestre. Quand cette barrière finit par céder, sous l'effet combiné du vent solaire et du champ magnétique terrestre, les particules qui ont longtemps erré dans le sillage de la Terre pénètrent dans l'atmosphère et stagnent à une altitude d'environ 40 000 km. L'énergie qu'elles accumulent lentement finit par faire exploser le champ magnétique. Par la suite, les particules solaires tombent dans l'atmosphère en se manifestant sous la forme d'aurores boréales scintillantes.
Cette photo, composée de trois images de longueurs d'onde différentes, révèle un paysage solaire unique à chacune d'entre elles. Puisqu'elles sont originellement en noir et blanc, on leur donne un code de couleurs pour faciliter leur identification. (Source : SOHO.)
Sur cette image, les régions les plus chaudes sont presque entièrement blanches alors que les zones en rouge plus foncé montrent des endroits aux températures plus froides. (Source : SOHO.)
Cette éjection a été produite par une éruption solaire particulièrement forte. On a illustré la Terre à ses côtés en gardant les proportions des deux astres. Cette éruption a atteint une longueur équivalente à 35 Terre alignées. (Source : SOHO.)
Derrière cette courte description de la relation Soleil-Terre se cachent de nombreux problèmes scientifiques non résolus qui sont d'une importance et d'une complexité extraordinaires. La génération d'un champ magnétique dans un objet astrophysique et l'interaction entre le champ magnétique et les particules chargées, à l'échelle et dans le rayon du système Soleil-Terre (comme le laissent croire, par exemple, les structures étonnantes des aurores boréales), sont des sujets d'importance universelle qui ne peuvent être étudiés que sur la Terre ou autour de celle-ci.
Au-delà de son importance scientifique, la relation Soleil-Terre est aussi un sujet qui soulève des questions immédiates pour l'humanité. Les tempêtes solaires aux hautes latitudes, comme au Canada, sont l'équivalent des ouragans sur la côte du golfe du Mexique. Les particules à haute énergie qui frappent la Terre, en plus de déclencher le phénomène des aurores boréales, se sont révélées capables d'asséner des coups débilitants aux satellites de communication et aux systèmes terriens à grande distance comme les réseaux électriques et les câbles sous-marins. Par conséquent, nos travaux de recherche ont une incidence directe sur notre capacité de prévoir les conditions météorologiques spatiales et de protéger contre les défaillances les infrastructures critiques dont la société moderne a le plus grand besoin.
William Liu,
scientifique du programme relatif à l'environnement spatial
Le disque central bloque le Soleil afin que l'on puisse mieux observer la structure de l'éjection coronaire, dont la forme est ici inhabituelle. Le cercle blanc au milieu représente la position du Soleil. (Source : SOHO.)
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