• Éruptions Solaires

À quelle fréquence de violentes tempêtes solaires frappent-elles la Terre ?

• 2024

De temps en temps, le Soleil devient irritable.

D'énormes tempêtes jaillissent de sa surface, certaines (appelées éruptions solaires ) émettant un rayonnement intense à travers le spectre électromagnétique, certains (appelés éjections de masse coronale ) projetant des milliards de tonnes de particules subatomiques qui sillonnent le système solaire à des vitesses incroyables. Si ces tempêtes frappent la Terre, elles peuvent faire des ravages. Au mieux, il peut y avoir des interférences radio mineures et, peut-être, la gloire d'une aurore.

Au pire, ils peuvent détruire les satellites en orbite et provoquer des pannes d'électricité généralisées qui peuvent prendre des mois, voire des années, pour se remettre de . Cela prend un événement extraordinairement puissant, et nous n'avons pas connu une de ces méga-tempêtes depuis le début de l'ère électronique sur Terre. Mais si cela se produisait maintenant, et que la Terre faisait face de plein fouet, les dommages qu'elle causerait pourraient être mondiaux et catastrophiques.

De temps en temps, le Soleil devient irritable. Mais comment souvent?

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Comme vous pouvez le voir, ce n'est pas une question académique. L'économie de celui-ci est importante. Cela pourrait coûter plusieurs milliers de milliards de dollars pour nettoyer après un grand événement, et bien que l'atténuation d'une telle catastrophe à l'avance coûterait moins cher, cela reste extrêmement coûteux. Si ces tempêtes ne se produisent que très rarement, les gouvernements devraient-ils alors dépenser une fraction de leur PIB en prophylaxie ?

Le problème, ce sont les statistiques sur les petits nombres. Le Soleil provoque assez souvent de petites tempêtes, mais plus elles sont grosses, plus elles sont rares. De plus, la meilleure façon de mesurer la force de ces tempêtes ne remonte qu'à 1957.

Dommages causés à un transformateur au Québec lors de la tempête solaire de 1989. Crédit: Nasa

Pour mieux appréhender les chiffres , une équipe de scientifiques a cherché un meilleur moyen de mesurer la force de ces tempêtes. À l'aide de méthodes statistiques, ils ont pu prolonger les enregistrements dans le temps jusqu'en 1868, et ce qu'ils ont trouvé m'a surpris : des tempêtes suffisamment importantes pour perturber les services et provoquer des pannes d'électricité (comme la panne d'électricité de 1989 au Québec ) ont 28% de chances de frapper par an (ils ont trouvé 42 événements de ce type en 150 ans), et les tempêtes extraordinaires ont 4% de chances de frapper par an (6 en 150 ans).

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J'admets que c'était beaucoup plus élevé que ce à quoi je m'attendais. Mais jusqu'à relativement récemment, de telles tempêtes auraient été mauvaises, mais pas nécessairement catastrophiques. Maintenant, avec une si grande partie de notre civilisation dépendante de l'électronique qui peut être grillée par des tempêtes comme celles-ci, c'est un peu plus préoccupant.

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La méthode utilisée est intéressante. Normalement, il existe une mesure appelée l'indice de temps de tempête de perturbation , qui mesure le champ magnétique terrestre près de l'équateur. C'est assez fiable pour indiquer quand une grosse tempête frappe et interagit avec notre champ géomagnétique, mais cela ne remonte qu'à 1957.

Le champ magnétique du Soleil varie, devenant plus fort et plus faible, sur un cycle de 11 ans, de sorte que l'indice DST ne remonte qu'à environ 5 cycles.

Une séquence de rayons X montrant le Soleil de 2008 à 2014, prise par le vaisseau spatial Hinode. L'activité magnétique solaire a culminé en 2014, mais les tempêtes solaires sont toujours courantes après le pic. Crédit : JAXA/NASA/CfA

Une autre mesure, appelée l'indice aa , utilise des stations de mesure magnétiques sur les côtés opposés de la Terre, mesurant le champ magnétique d'une manière différente. Cela remonte à 1868 - couvrant 14 cycles solaires - mais les mesures sont effectuées de manière à ce qu'il soit difficile de les rassembler et de les utiliser pour prédire les tempêtes solaires. Ce que les scientifiques de ce nouveau travail ont fait, c'est regarder les moyennes annuelles de ces mesures et ont pu montrer de manière statique que ces maxima correspondaient bien à l'indice DST lorsque les tempêtes ont frappé. Ils pourraient ensuite utiliser l'index aa pour extrapoler ce que l'index DST voudrais ont ressemblé à de 1868-1957, avant qu'il ne soit réellement disponible. De là, ils pouvaient voir à quoi ressemblaient les tempêtes plus loin dans le passé.

Astucieux. De plus, il y avait aussi de la science pure qu'ils pouvaient faire avec ça. En 1859, ce qui était peut-être la tempête solaire la plus massive jamais enregistrée a frappé la Terre. Appelé l'événement Carrington , d'après un astronome qui l'a étudié, si quelque chose d'aussi puissant devait se produire aujourd'hui, les résultats seraient totalement catastrophiques. Ils se sont demandé si cet événement était vraiment unique en son genre (par exemple, nécessitant des circonstances spéciales sur le Soleil ou dans le champ de la Terre pour se produire), ou s'il s'agissait simplement d'une tempête extrêmement forte avec des circonstances normales y menant, la fin d'une distribution par ailleurs normale des forces de tempête.

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Une énorme éruption solaire a éclaté sur le Soleil en octobre 2003, vue ici en rayons X. Elle s'accompagnait également d'une puissante éjection de masse coronale. Les tempêtes solaires comme celles-ci sont un danger pour notre réseau électrique et nos satellites en orbite. Crédit: NASA/SOHO

Ils ont découvert en extrapolant leurs statistiques que la tempête de 1859 était en fait juste à l'extrémité supérieure de la fourchette normale, et non un coup de chance étrange. Ce n'est pas réconfortant, pour être honnête. Pire encore, en 2012, le Soleil a soufflé une autre tempête épique, mais elle était dirigée dans une direction différente, donc heureusement, elle a raté la Terre. Ainsi, bien que les événements de Carrington nous impactant soient rares, statistiquement parlant, ils semblent se produire sur une échelle de temps d'environ une fois par siècle.

C'est pourquoi j'ai demandé qu'une attention sérieuse soit portée à ces événements. Il y a des choses que nous pouvons faire pour atténuer les dégâts, et beaucoup sont de toute façon judicieux. Mais le coût est énorme, et amener les politiciens à voir au-delà du bout de leur nez (ou, de manière plus réaliste, du cycle électoral) en matière de budgets est presque impossible.

Je suis content que ce nouveau travail ait été fait. Nous devons mieux comprendre ces tempêtes, y compris la fréquence à laquelle elles se produisent. Les plus grosses tempêtes ont tendance à se produire au moment où le Soleil culmine dans son cycle magnétique et pendant quelques années après. En ce moment, le Soleil est à son minimum magnétique (et cela depuis plusieurs années, bizarrement), mais ce prochain pic arrive. Les chances sont bonnes, nous habitude avoir une énorme tempête alors… mais la chance n'est pas 0.