Comment fonctionnent les éruptions solaires

Quels sont les risques posés par les éruptions solaires ?

Les éruptions solaires sont souvent accompagnées d

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Un éclair soudain de luminosité à la surface du Soleil s'appelle une éruption solaire. Si l'effet est vu sur une étoile en plus de la Soleil , le phénomène s'appelle une éruption stellaire. Une éruption stellaire ou solaire libère une grande quantité de énergie , typiquement de l'ordre de 1 × 1025 joule , sur un large spectre de longueurs d'onde et particules. Cette quantité d'énergie est comparable à l'explosion de 1 milliard de mégatonnes de TNT ou à dix millions d'éruptions volcaniques. En plus de la lumière, une éruption solaire peut éjecter des atomes, des électrons et des ions dans l'espace dans ce qu'on appelle une éjection de masse coronale. Lorsque des particules sont libérées par le Soleil, elles peuvent atteindre la Terre en un jour ou deux. Heureusement, la masse peut être éjectée vers l'extérieur dans n'importe quelle direction, de sorte que la Terre n'est pas toujours affectée. Malheureusement, les scientifiques ne sont pas en mesure de prévoir les éruptions, ils ne donnent un avertissement que lorsqu'une éruption s'est produite.

L'éruption solaire la plus puissante a été la première observée. L'événement s'est produit le 1er septembre 1859 et est appelé le Tempête solaire de 1859 ou 'l'événement Carrington'. Il a été rapporté indépendamment par l'astronome Richard Carrington et Richard Hodgson. Cette éruption était visible à l'œil nu, a mis le feu aux systèmes télégraphiques et a produit des aurores jusqu'à Hawaï et Cuba. Alors que les scientifiques de l'époque n'avaient pas la capacité de mesurer la force de l'éruption solaire, les scientifiques modernes ont pu reconstituer l'événement en se basant sur le nitrate et l'isotope béryllium-10 produit à partir du rayonnement. Essentiellement, les preuves de l'éruption ont été conservées dans la glace au Groenland.



Comment fonctionne une éruption solaire

Comme les planètes, les étoiles se composent de plusieurs couches. Dans le cas d'une éruption solaire, toutes les couches de l'atmosphère du Soleil sont affectées. En d'autres termes, l'énergie est libérée de la photosphère, de la chromosphère et de la couronne. Les éruptions ont tendance à se produire près des taches solaires , qui sont des régions de champs magnétiques intenses. Ces champs relient l'atmosphère du Soleil à son intérieur. On pense que les éruptions résultent d'un processus appelé reconnexion magnétique, lorsque des boucles de force magnétique se séparent, se rejoignent et libèrent de l'énergie. Lorsque l'énergie magnétique est soudainement libérée par la couronne (ce qui signifie soudainement en quelques minutes), la lumière et les particules sont accélérées dans l'espace. La source de la matière libérée semble provenir du champ magnétique hélicoïdal non connecté, cependant, les scientifiques n'ont pas complètement compris le fonctionnement des éruptions et pourquoi il y a parfois plus de particules libérées que la quantité dans une boucle coronale. Le plasma dans la zone affectée atteint des températures de l'ordre de dizaines de millions de Kelvin , qui est presque aussi chaud que le noyau du Soleil.Les électrons, les protons et les ions sont accélérés par l'énergie intense jusqu'à presque la vitesse de la lumière. Un rayonnement électromagnétique couvre tout le spectre, des rayons gamma aux ondes radio. L'énergie libérée dans la partie visible du spectre rend certaines éruptions solaires observables à l'œil nu, mais la majeure partie de l'énergie est en dehors de la plage visible, de sorte que les éruptions sont observées à l'aide d'instruments scientifiques. Qu'une éruption solaire s'accompagne ou non d'une éjection de masse coronale n'est pas facilement prévisible. Les éruptions solaires peuvent également libérer un spray flare, ce qui implique une éjection de matière plus rapide qu'une proéminence solaire. Les particules libérées par une torche peuvent atteindre une vitesse de 20 à 200 kilomètres par seconde (kps). Pour mettre cela en perspective, le vitesse de la lumière est de 299,7 kps !

À quelle fréquence les éruptions solaires se produisent-elles ?

Les petites éruptions solaires se produisent plus souvent que les grandes. La fréquence de toute éruption qui se produit dépend de l'activité du Soleil. Après le cycle solaire de 11 ans, il peut y avoir plusieurs éruptions par jour pendant une partie active du cycle, contre moins d'une par semaine pendant une phase calme. Pendant le pic d'activité, il peut y avoir 20 poussées par jour et plus de 100 par semaine.



Comment les éruptions solaires sont classées

Une méthode antérieure de classification des éruptions solaires était basée sur l'intensité de la raie Hα du spectre solaire. Le système de classification moderne classe les fusées éclairantes en fonction de leur flux maximal de rayons X de 100 à 800 picomètres, tel qu'observé par le vaisseau spatial GOES en orbite autour de la Terre.

Classification Flux de pointe (Watts par mètre carré)
UN <10−7
B dix−7- dix−6
C dix−6- dix−5
M dix−5- dix−4
X > 10−4

Chaque catégorie est en outre classée sur une échelle linéaire, de sorte qu'une fusée X2 est deux fois plus puissante qu'une fusée X1.

Risques ordinaires liés aux éruptions solaires

Les éruptions solaires produisent ce qu'on appelle le temps solaire sur Terre. Le vent solaire impacte la magnétosphère de la Terre, produisant des aurores boréales et australes, et présentant un risque de rayonnement pour les satellites, les engins spatiaux et les astronautes. La plupart des risques concernent les objets en orbite terrestre basse, mais les éjections de masse coronale des éruptions solaires peuvent assommer les systèmes électriques sur Terre et désactiver complètement les satellites. Si les satellites tombaient, les téléphones cellulaires et les systèmes GPS seraient sans service. La lumière ultraviolette etradiographieslibérés par une éruption perturbent la radio longue portée et augmentent probablement le risque de coups de soleil et de cancer.

Une éruption solaire pourrait-elle détruire la Terre ?

En un mot : oui. Alors que la planète elle-même survivrait à une rencontre avec une «super éruption», l'atmosphère pourrait être bombardée de radiations et toute vie pourrait être anéantie. Les scientifiques ont observé la libération de super éruptions d'autres étoiles jusqu'à 10 000 fois plus puissantes qu'une éruption solaire typique. Alors que la plupart de ces éruptions se produisent dans des étoiles qui ont des champs magnétiques plus puissants que notre Soleil, environ 10% du temps, l'étoile est comparable ou plus faible que le Soleil. D'après l'étude des cernes des arbres, les chercheurs pensent que la Terre a connu deux petites super éruptions - une en 773 et une autre en 993. Il est possible que nous puissions nous attendre à une super éruption environ une fois par millénaire. La probabilité d'une super éruption au niveau d'extinction est inconnue.



Même les éruptions normales peuvent avoir des conséquences dévastatrices. La NASA a révélé que la Terre avait manqué de peu une éruption solaire catastrophique le 23 juillet 2012. Si l'éruption s'était produite juste une semaine plus tôt, lorsqu'elle était pointée directement sur nous, la société aurait été renvoyée à l'âge des ténèbres. Le rayonnement intense aurait désactivé les réseaux électriques, la communication et le GPS à l'échelle mondiale.

Quelle est la probabilité d'un tel événement à l'avenir ? Le physicien Pete Rile calcule que la probabilité d'une éruption solaire perturbatrice est de 12 % tous les 10 ans.



Comment prévoir les éruptions solaires

À l'heure actuelle, les scientifiques ne peuvent pas prédire une éruption solaire avec un quelconque degré de précision. Cependant, une activité élevée des taches solaires est associée à un risque accru de production de fusées éclairantes. L'observation des taches solaires, en particulier du type appelé taches delta, est utilisée pour calculer la probabilité qu'une éruption se produise et sa force. Si une forte éruption (classe M ou X) est prévue, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des États-Unis émet une prévision/avertissement. Habituellement, l'avertissement permet 1 à 2 jours de préparation. Si une éruption solaire et une éjection de masse coronale se produisent, la gravité de l'impact de l'éruption sur la Terre dépend du type de particules libérées et de la manière dont l'éruption fait face à la Terre.

Sources

  • ' Big Sunspot 1520 lance une fusée éclairante de classe X1.4 avec un CME dirigé vers la Terre '. NASA. 12 juillet 2012.
  • 'Description d'une apparition singulière vue au soleil le 1er septembre 1859', Notices mensuelles de la Royal Astronomical Society, v20, pp13+, 1859.
  • Karoff, Christophe. 'Preuve observationnelle d'une activité magnétique accrue d'étoiles superflare.' Nature Communications volume 7, Mads Faurschou Knudsen, Peter De Cat, et al., numéro d'article : 11058, 24 mars 2016.