Les tempêtes solaires, qui peuvent causer des dégâts sur Terre, peuvent désormais être prévues plus vite, grâce à des traitements de signaux permettant de mieux suivre leur direction.
Pour la première fois, les scientifiques de la NASA peuvent suivre les effets d’une tempête solaire sur la Terre, offrant de nouvelles avancées dans notre capacité à prédire la météo spatiale et son impact sur nos satellites, systèmes d’urgence, réseaux électriques intelligents, systèmes de contrôle du trafic aérien, etc.
De nouvelles observations de la mission spatiale Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) de la NASA ont permis aux chercheurs d’observer le soleil expulser d’immenses nuages de matière, de voir comment cette matière interagit avec le vent solaire et de contrôler l’effet tandis qu’elle se précipite vers la magnétosphère de la Terre.
Le résultat: une vue inédite, de bout en bout et en trois dimensions de l’impact d’une tempête solaire sur la Terre.
« Avec des télescopes stéréoscopiques, nous pouvons observer le vent solaire et la tempête solaire souffler du soleil jusqu’à la Terre », a déclaré Madhulika Guhathakurta, scientifique du programme STEREO, lors d’une conférence de presse au siège de la NASA, à Washington, D.C.
STEREO fait partie du programme de sondes spatiales de la NASA, à la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington. Sa mission est de comprendre les processus physiques fondamentaux de l’environnement spatial du soleil à la Terre et aux autres planètes.
Depuis 40 ans environ, les scientifiques savent que le soleil éjecte vers la Terre de vastes nuages de matière qui affectent nos conditions météorologiques. C’est ce qu’on appelle une éjection de masse coronale, ou CME en anglais. Il s’agit d’un mur de plasma de 80 millions de kilomètres de haut qui finit par envelopper la Terre, explique Craig DeForest, chercheur au Southwest Research Institute de Boulder, dans le Colorado.
Anticiper les nuisances éventuelles
Dans les années 1970 et 1980, des chercheurs ont obtenu pour la première fois une image de l’héliosphère intérieure, la partie de cette « bulle » de matière la plus proche du soleil. Toutefois, la résolution laissait à désirer et ce travail omettait encore des régions plus distantes de la bulle, se souvient David Webb, chercheur en physique à l’institut de recherche scientifique du Boston College.
Le problème: une forte activité se produit à cet endroit. Certaines tempêtes sont déviées par les vents solaires. Certaines ralentissent à cause d’eux. D’autres accélèrent. La structure de certaines tempêtes peut même être déformée. Sans un moyen d’observer la chaîne des événements se dérouler, les scientifiques étaient obligés d’attendre qu’elles atteignent la Terre et causent des ravages… ou pas.
« Nous étions incapables de faire remonter les structures très détaillées affectant la Terre jusqu’aux structures solaires [à leur origine]« , rappelle Craig DeForest.
Nouvelle technologie d’imagerie
Désormais, nous le pouvons. Craig DeForest raconte qu’une fois les données collectées par la mission spatiale STEREO, la dernière étape de la recherche physique était « un problème d’extraction excessivement difficile » dans lequel de nouveaux algorithmes étaient développés pour faire la séparation dans les images des chercheurs entre le nuage en pleine expansion et le champ d’étoiles sur lequel il était superposé.
« Le temps que le nuage atteigne Vénus, il est 10 milliards de fois moins visible que la surface de la Lune », note Craig DeForest. « C’est un exploit incroyable que de séparer les deux signaux. »
La nouvelle technologie d’imagerie a permis aux prévisionnistes de mieux prédire la façon dont un CME affecte les satellites et autres technologies de communication ici, souligne Alysha Reinard, chercheuse à la National Oceanic and Atmospheric Administration et à l’université du Colorado, à Boulder.
« C’est comme essayer de comprendre comment un ouragan se déplace au-dessus de l’océan en ayant juste deux ou trois bouées qui mesurent la vitesse du vent », explique-t-elle. « Désormais, nous pouvons réellement voir le CME évoluer à travers le ciel. »
Ce point est important, car les interférences magnétiques amenées par un CME peuvent causer un orage géomagnétique susceptible d’affecter nos systèmes électroniques, depuis des coupures d’électricité généralisées à des interruptions des systèmes de communication, en passant par des coordonnées GPS erronées.
Prévisions affinées
« Savoir quand un CME arrive est important, mais savoir s’il causera des problèmes l’est également », fait remarquer Alysha Reinard. « C’est une question de champs magnétiques. La magnétosphère de la Terre a une direction; les CME aussi. Si le CME a un champ orienté vers le nord, il a plus de chances de rebondir sur la magnétosphère. Si, en revanche, son champ est orienté vers le sud, plus le CME se rapproche de la Terre, plus il se sépare de ce champ.
Jusqu’à présent, les scientifiques pouvaient mesurer l’arrivée d’un CME dans les 12 à 24 heures. La mission spatiale STEREO a réduit ce délai à huit heures, et « nous pouvons faire mieux » grâce aux nouvelles données, d’après Alysha Reinard.
« Cette avancée pourrait être révolutionnaire », estime-t-elle.
Combinez cela avec le travail réalisé par les chercheurs de l’université de Stanford pour explorer l’intérieur du soleil afin d’essayer de prédire l’émergence des taches solaires, et vous avez les deux extrémités des mêmes systèmes connectés, constate Craig DeForest.
« C’est vraiment le début des prévisions spatiales », conclut-il. « C’est la première fois que l’on voit un système de prévisions complet naître de la science. »
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