Le soleil a été le théâtre d’une forte éruption solaire de classe X ce mardi. Observée par la NASA, il s’agit déjà de la 5ᵉ du mois d’octobre. Et celle-ci va provoquer un orage magnétique plusieurs jours durant. Explication du phénomène.
Un orage magnétique, aussi appelé tempête géomagnétique, est un phénomène naturel qui se produit lorsque des particules énergétiques émises par le Soleil, via une éjection de masse coronale (CME, pour Coronal Mass Ejection) ou des vents solaires rapides, interagissent avec la magnétosphère terrestre. La magnétosphère est le bouclier magnétique naturel de la Terre qui protège notre planète contre les radiations solaires.
Voici une explication plus détaillée du phénomène :
Origine de l’orage magnétique
- Éruptions solaires et CME : Le Soleil émet régulièrement des éruptions solaires, qui sont des explosions de radiation intense. Parfois, ces éruptions sont accompagnées de CME, c’est-à-dire des nuages de plasma solaire chargés en particules (protons, électrons et noyaux atomiques) et en champs magnétiques. Ces CME peuvent se diriger vers la Terre et, lorsqu’ils la touchent, ils perturbent la magnétosphère terrestre.
- Vents solaires : Les vents solaires, un flux constant de particules chargées émis par la couronne solaire, peuvent aussi interagir avec le champ magnétique terrestre. Lorsque le vent solaire est particulièrement intense ou rapide, il peut causer des perturbations géomagnétiques.
Interaction avec la magnétosphère terrestre
- Déformation de la magnétosphère : Lorsque les particules chargées du Soleil atteignent la Terre, elles compriment le côté de la magnétosphère tourné vers le Soleil et l’allongent de l’autre côté (côté opposé au Soleil). Cette interaction crée des courants électriques dans la magnétosphère et l’ionosphère (la couche supérieure de l’atmosphère terrestre), ce qui provoque des fluctuations du champ magnétique terrestre.
- Réactions électromagnétiques : Les particules énergétiques capturées dans la magnétosphère interagissent avec les particules dans l’ionosphère, libérant de l’énergie sous forme de lumière (les aurores polaires, par exemple) et d’autres perturbations électromagnétiques.
Conséquences d’un orage magnétique
- Aurores boréales et australes : Un des effets visibles les plus spectaculaires d’une tempête géomagnétique est la formation d’aurores polaires. Ces lumières colorées dans le ciel se produisent lorsque les particules énergétiques du vent solaire pénètrent dans l’atmosphère terrestre aux pôles, excitant les molécules d’oxygène et d’azote.
- Perturbations des communications : Les tempêtes géomagnétiques peuvent perturber les signaux radio à haute fréquence et les communications par satellite, notamment celles utilisées pour la navigation GPS. Cela est dû aux courants électriques créés dans l’ionosphère qui interfèrent avec les ondes radio.
- Pannes électriques : Dans des cas extrêmes, un orage magnétique peut induire des courants géomagnétiques dans les réseaux électriques terrestres, ce qui peut endommager les transformateurs et causer des pannes d’électricité. Un exemple notable est la panne qui a touché la province du Québec en 1989, où un orage magnétique a provoqué une panne massive de courant.
- Perturbations pour les satellites : Les tempêtes géomagnétiques peuvent affecter les satellites en orbite, en causant des dysfonctionnements électroniques ou en modifiant leur trajectoire. Les systèmes de télécommunications et d’observation de la Terre peuvent être temporairement interrompus.
- Danger pour les astronautes : Les particules solaires énergétiques associées à un orage magnétique peuvent être dangereuses pour les astronautes en dehors de la protection de l’atmosphère terrestre, comme dans la Station spatiale internationale.
Mesure et prévision des orages magnétiques
- Les orages magnétiques sont mesurés sur l’échelle Kp, qui va de 0 à 9, avec 9 représentant un orage géomagnétique extrêmement intense. Ces indices sont calculés à partir de mesures de variations du champ magnétique terrestre prises à différents points autour du globe.
- Les scientifiques surveillent le vent solaire et les éruptions solaires grâce à des instruments comme le satellite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) et la sonde Parker Solar Probe. Ces observations permettent de prévoir l’arrivée de particules solaires sur Terre et d’alerter les autorités en cas de risque de tempêtes géomagnétiques majeures.
Exemples historiques
- Tempête solaire de 1859 (Événement de Carrington) : Il s’agit de la tempête géomagnétique la plus puissante jamais enregistrée. Elle a provoqué des aurores visibles jusqu’à l’équateur et a perturbé les systèmes de télégraphe dans le monde entier.
- Tempête solaire de 1989 : Cette tempête géomagnétique a causé une panne de courant généralisée au Québec, affectant plus de six millions de personnes pendant plusieurs heures.
Impact à long terme et sur les technologies modernes
Avec l’augmentation de notre dépendance aux technologies spatiales et électroniques, les orages magnétiques représentent un risque croissant. Les réseaux de communication, de navigation, les infrastructures électriques et les satellites sont particulièrement vulnérables aux perturbations géomagnétiques. Par conséquent, il est essentiel de surveiller les activités solaires pour mieux prévenir et atténuer les effets des tempêtes géomagnétiques.
En résumé, un orage magnétique est une perturbation du champ magnétique terrestre causée par l’interaction des particules solaires avec la magnétosphère. Bien que ces tempêtes puissent provoquer de magnifiques aurores, elles peuvent aussi causer des dommages considérables aux infrastructures technologiques et électriques.