Le cycle solaire

Le Soleil est le pire endroit du système solaire en matière de tempête. Après tout, en son cœur, notre Soleil est une énorme bombe nucléaire !

Le cycle solaire

Une grande partie de la nature tempétueuse du Soleil provient de son noyau. En son cœur se trouve un gaz dense et chargé électriquement. Le gaz chargé électriquement est une forme spéciale de matière appelée plasma. Ce plasma en ébullition génère le puissant champ magnétique du Soleil. Comme celui de la Terre, le champ magnétique du Soleil possède un pôle nord et un pôle sud. Sur le Soleil, cependant, les champs magnétiques sont beaucoup plus désordonnés et désorganisés que sur Terre.

A peu près tous les 11 ans, le champ magnétique du Soleil fait volte-face. En d’autres termes, le pôle nord devient le pôle sud, et vice versa.

Ce retournement est un aspect du cycle d’activité d’environ 11 ans que connaît le Soleil, son champ magnétique évoluant lentement au fil du temps. Au fur et à mesure que le cycle progresse, le comportement orageux du Soleil atteint un maximum, et c’est à ce moment-là que le champ magnétique s’inverse. Puis le Soleil se stabilise à nouveau à un minimum, pour recommencer un autre cycle.

Évolution du Soleil en lumière ultraviolette extrême de 2010 à 2020, vue par le télescope à bord du vaisseau spatial européen PROBA2. Crédit : Dan Seaton/Agence spatiale européenne (Collage par NOAA/JPL-Caltech)

Les taches solaires

Les taches solaires sont des zones de forces magnétiques particulièrement fortes à la surface du Soleil. Elles apparaissent plus sombres que leur environnement car elles sont plus froides. Malgré cela, les scientifiques ont découvert que lorsqu’il y a beaucoup de taches solaires, le Soleil dégage en fait PLUS d’énergie que lorsqu’il y a moins de taches solaires. Pendant le maximum solaire, il y a le plus de taches solaires, et pendant le minimum solaire, le moins.

À travers des filtres spéciaux, les taches solaires peuvent ressembler à l’image de gauche. Les groupes de taches solaires sont aussi grands que la planète géante Jupiter ! À droite, un gros plan de quelques autres taches solaires. La plus grande tache solaire à droite est plus grande que la Terre ! Crédit : SOHO (NASA & ESA) et l’Académie royale des sciences de Suède

Éruptions solaires

Les éruptions solaires se produisent à cause des champs magnétiques en mouvement constant dans l’atmosphère du Soleil. À mesure que le Soleil approche du maximum solaire (la partie la plus active de son cycle de 11 ans), ses champs magnétiques deviennent de plus en plus complexes. Les champs magnétiques forment des boucles et se croisent, se coupent et se reconnectent.

Vous avez probablement vu ce qui se passe lorsque vous saupoudrez de la limaille de fer sur un barreau aimanté. La limaille de fer s’aligne le long des lignes de force magnétiques.

De même, le plasma chaud à la surface du Soleil est à la merci des lignes de force magnétiques. Parfois, le plasma se déconnecte des champs magnétiques lorsque ceux-ci interagissent entre eux. Alors les particules du plasma chaud et chargé peuvent être accélérées à grande vitesse et envoyer de puissants rayonnements dans l’espace. C’est une éruption solaire.

La fréquence des éruptions solaires coïncide avec le cycle de 11 ans du Soleil. Lorsque le cycle solaire est au minimum, les régions actives sont petites et rares et peu d’éruptions solaires sont détectées. Celles-ci augmentent en nombre lorsque le Soleil se rapproche de la partie maximale de son cycle.

Les éjections de masse coronale

Parfois, le Soleil rejette d’énormes quantités de matière. Ces événements sont appelés éjections de masse coronale, ou CME. Une CME peut libérer jusqu’à 20 milliards de tonnes de cette matière. Si cette matière était de la roche, elle formerait une montagne d’environ 2,75 miles de diamètre et de près d’un demi-mile de haut !

La matière éjectée peut parcourir un million ou plus de miles par heure (500 km/seconde). Les éruptions solaires et les CME sont les « explosions » les plus grandes et les plus violentes de notre système solaire, libérant la puissance d’environ un milliard de bombes à hydrogène !

Les CME rapides se produisent plus souvent près du pic du cycle solaire de 11 ans, et peuvent déclencher des perturbations majeures dans la magnétosphère de la Terre. Le Soleil peut éjecter de la matière dans toutes les directions, si bien que seule une partie des CME rencontrera effectivement la Terre.

Météo spatiale agréable

Lorsque la Terre se trouve sur la trajectoire d’une CME, nous avons une « météo spatiale ». Le seul effet agréable est celui des aurores boréales et des aurores australes autour des pôles magnétiques. Elles se produisent lorsque les particules solaires chargées suivent les lignes de force magnétiques de la Terre jusque dans l’atmosphère aux pôles. Les particules font briller les gaz dans l’air et les font trembler comme des draperies de lumière colorées et dansantes.

Mauvais temps spatial

Mais le temps spatial peut aussi causer beaucoup de dommages à nos technologies. Les systèmes d’alimentation électrique au sol peuvent être endommagés. Les astronautes de la station spatiale internationale peuvent être blessés. Les jets qui survolent les pôles peuvent exposer les passagers et les équipages à des doses importantes de radiations. Les satellites en orbite autour de la Terre peuvent être désactivés.

Pour protéger nos technologies, les voyageurs en haute altitude et les astronautes, nous devons être avertis lorsque le mauvais temps spatial est en route. Heureusement, nous avons des satellites, comme les satellites environnementaux opérationnels géostationnaires (GOES) de la NOAA, qui surveillent le Soleil et nous avertissent de ses violentes explosions.

Ces images du Soleil ont été capturées au même moment le 29 janvier 2017 par les six canaux de l’instrument SUVI à bord de GOES-16. Chaque canal observe le soleil à une longueur d’onde différente, ce qui permet aux scientifiques de détecter un large éventail de phénomènes solaires importants pour la prévision de la météo spatiale.

Maintenant, jouez à « Boucliers levés ! ». Protégez les satellites de la Terre contre les éruptions solaires et les CME.

Les satellites de la Terre doivent être protégés contre les éruptions solaires et les CME.