Aperçu de la tempête solaire alors qu’une nouvelle lumière brillait sur un mystère vieux de 400 ans

Les scientifiques ont peut-être fait un pas de plus vers la résolution d’une énigme vieille de plusieurs siècles concernant le champ magnétique solaire.

Le puissant champ magnétique du soleil est responsable des taches solaires qui crachent des éruptions solaires spectaculaires et des éjections de masse coronale, mais les scientifiques solaires sont perplexes quant à la profondeur dans laquelle le champ magnétique atteint notre étoile.

Maintenant, selon un nouvel article paru dans le journal Naturele champ magnétique pourrait naître à 20 000 milles sous la surface du soleil, ce qui est nettement moins profond qu’on ne le pensait auparavant.

Le champ magnétique du soleil est généré par un processus appelé dynamo solaire. Le tiers extérieur du Soleil, qui s’étend sur environ 120 000 milles, est connu sous le nom de zone de convection et est constitué de plasma chaud qui monte, se refroidit puis descend selon un cycle continu qui joue un rôle crucial dans la génération du champ magnétique solaire.

“Si le plasma qui constitue le Soleil était complètement stationnaire, nous savons que le champ magnétique du Soleil se désintégrerait avec le temps et que d’ici peu, il n’y aurait plus de taches solaires. [regions of strong magnetic field] ou toute autre activité solaire”, a déclaré Lecoanet.

“Cependant, le plasma dans le Soleil se déplace, et ce mouvement est capable de régénérer et de maintenir le champ magnétique du Soleil. C’est ce qu’on appelle l’effet dynamo, et doit se produire, sinon il n’y aurait pas de taches solaires ! Bien que cette image de base est connu depuis plus d’un siècle, les détails de cet effet dynamo ont échappé aux scientifiques.”

On pensait à l’origine que le champ magnétique provenait des profondeurs de notre étoile, mais cela entraînerait certaines caractéristiques solaires qui ne sont pas visibles, telles que de puissants champs magnétiques aux hautes latitudes, et n’explique pas comment les taches solaires suivent le cycle magnétique du soleil.

“Des travaux antérieurs supposaient que le champ magnétique était généré à environ 30 pour cent [into] le Soleil, ce qui correspond à environ 130 000 milles sous la surface. Au plus profond du Soleil, les vents s’affaiblissent à mesure que l’on descend vers le Soleil, et ces différences de vitesses du vent peuvent générer des champs magnétiques. Cependant, des travaux antérieurs ont montré qu’il est très difficile de faire remonter le champ magnétique depuis de telles profondeurs jusqu’à la surface”, a déclaré Lecoanet.

Dans le nouvel article, les chercheurs décrivent comment ils ont modélisé le champ magnétique du soleil à l’aide de nouvelles simulations numériques, qui tiennent compte des cycles spéciaux de gaz et de plasma circulant dans le soleil qui varient en fonction de la latitude.

“Nos nouveaux travaux suggèrent que le champ magnétique du Soleil est généré par des vents situés à environ 1 à 5 % du Soleil, ce qui correspond à environ 20 000 milles sous la surface”, ont indiqué les chercheurs. “Les vents dans le Soleil deviennent plus forts à mesure que l’on s’enfonce jusqu’à atteindre une profondeur d’environ 5 pour cent. La différence entre la vitesse du vent à la surface et plus profondément dans le Soleil peut amplifier les champs magnétiques via un processus connu sous le nom d'”instabilité magnétorotationnelle”. ‘”

Ce processus est bien connu en astrophysique comme moyen d’expliquer le comportement du plasma en orbite autour des trous noirs, mais on ne pensait pas qu’il soit important dans le Soleil jusqu’à ces travaux, a déclaré Lecoanet.

“Nous avons spécifiquement concentré notre attention sur cette région proche de la surface précisément parce que nous pensions que les conditions étaient réunies pour la magnétorotation. Nos calculs montrent qu’en effet ce processus se produit près de la surface du Soleil”, a déclaré Lecoanet. “De plus, nos calculs montrent que les champs magnétiques et les vents produits par l’instabilité magnétorotationnelle correspondent à certaines caractéristiques observées du Soleil. [the “torsional oscillations” and helicity patterns].

“Les théories précédentes, qui supposaient que le champ est généré au plus profond du Soleil, ne sont pas en mesure de correspondre à ces caractéristiques. La correspondance surprenante avec les observations est une preuve solide en faveur de notre nouvelle hypothèse selon laquelle le champ magnétique du Soleil est généré près de sa surface.”

Les chercheurs espèrent que les nouvelles découvertes pourront aider les scientifiques à prédire les conditions météorologiques solaires telles que les éruptions solaires et les éjections de masse coronale, qui peuvent provoquer des tempêtes géomagnétiques comme celle qui a déclenché des aurores boréales à travers le monde le 10 mai.

“Nous espérons que notre nouvelle théorie sur la manière dont le Soleil génère son champ magnétique conduira à des prévisions plus précises des tempêtes solaires, nous aidant ainsi à nous préparer à des tempêtes solaires massives, encore plus fortes que celle qui a frappé il y a quelques semaines, qui pourraient nous frapper l’avenir”, a déclaré Lecoanet.

Cela pourrait être important pour prévoir les tempêtes qui pourraient endommager les satellites, déclencher des pannes de radio et causer des problèmes avec le réseau électrique.

On pense que l’événement de Carrington en 1859 a été la plus forte éruption solaire et tempête géomagnétique de l’histoire, déclenchant des incendies dans les stations télégraphiques.

Même la tempête du 10 mai a déclenché la panne des systèmes GPS de certains équipements agricoles, mais une future tempête de niveau Carrington pourrait être catastrophique sans avertissement.

“Même si les récentes tempêtes solaires ont été puissantes, nous sommes préoccupés par des tempêtes encore plus puissantes comme celle de Carrington”, a déclaré Lecoanet dans un communiqué. “Si une tempête d’intensité similaire frappait les États-Unis aujourd’hui, elle causerait entre 1 000 et 2 000 milliards de dollars de dégâts.

“Bien que de nombreux aspects de la dynamique solaire restent entourés de mystère, nos travaux font d’énormes progrès dans la résolution de l’un des plus anciens problèmes non résolus de la physique théorique et ouvrent la voie à de meilleures prédictions de l’activité solaire dangereuse.”