Que sont les éjections de masse coronale ?

Le soleil, le centre bloqué pour la visibilité, avec une grande extrusion blanche sortant de près du sommet.

Éjection de masse coronale du 27 février 2000. Un disque est utilisé pour bloquer la lumière du soleil. Le cercle blanc indique la surface du soleil. Image viaSOHO.

De temps en temps, le soleil rote, avec la puissance de 20 millions de bombes nucléaires. Ces hoquets sont appeléséjections de masse coronaleou CME. Ce sont de puissantes éruptions près de la surface du soleil, provoquées par des plis dans lechamp magnétique solaire. Les chocs qui en résultent se répercutent sur le système solaire et peuvent interrompre les satellites et les réseaux électriques sur Terre.

Au cours d'une CME, d'énormes bulles de gaz surchauffé – appeléesplasma– sont éjectés du soleil. Au cours de plusieurs heures, un milliard de tonnes de matière sont soulevées de la surface du soleil et accélérées à des vitesses d'un million de miles par heure (1,6 million de kilomètres par heure). Cela peut arriver plusieurs fois par jour lorsque le soleil est le plus actif. Pendant ses périodes les plus calmes, les CME ne se produisent qu'environ une fois tous les cinq jours.

Voir le soleil maintenant, via l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA

La cause sous-jacente des CME n'est pas bien comprise. Les astronomes s'accordent cependant à dire que le champ magnétique du soleil joue un rôle majeur. Parce que le soleil est un fluide, la turbulence a tendance à tordre le champ magnétique en contorsions complexes. Tordez trop le champ, et il se plie, un peu comme un cordon téléphonique ou un jouetmoulant. Ces plis cassent le champ magnétique et peuvent potentiellement entraîner de grandes quantités de plasma dans l'espace.

Le plasma lui-même est un nuage de protons et d'électrons transportés par le vent solaire. Voyageant à un million de miles par heure (1,6 million de km/h), les éjectas peuvent traverser la distance de 93 millions de miles (150 millions de km) jusqu'à la Terre en quelques jours seulement.

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Parce que les CME sont emportés par le soleil dans toutes les directions, la plupart ne s'approchent pas de la Terre. Mais de temps en temps, une éruption nous vise directement. Lorsque le nuage de plasma frappe notre planète, unorage géomagnétiquesuit. L'onde de choc des particules chargées comprime le champ magnétique terrestre du côté jour tandis que le côté nuit s'étire. Comme un élastique allongé, le champ magnétique terrestre finit par revenir avec la même quantité d'énergie qu'un éclair.

La vidéo ci-dessous montre le flux de particules autour de la Terre sous forme d'éjectas solaires associés à une frappe d'éjection de masse coronale :

L'assaut des particules chargées et la restructuration temporaire du champ magnétique terrestre ont des effets observables. Les lumières aurorales, généralement visibles uniquement près des pôles, peuvent dériver vers des latitudes plus basses et devenir plus brillantes. La perturbation du champ magnétique peut également exposer la Terre à des rayons cosmiques mortels. L'atmosphère offre encore une protection suffisante pour tout le monde sur le terrain. Mais les astronautes dans l'espace peuvent recevoir des doses mortelles de rayonnement. Au cours d'unetempête solaire en 1989, les cosmonautes à bord de la station spatiale Mir ont reçu leur dose de rayonnement annuelle maximale en quelques heures seulement !

Le vrai danger à long terme vient de l'effet de la tempête sur la technologie. La rafale d'activité magnétique et de courants électriques induits a le potentiel de perturber gravement les réseaux électriques, les satellites, les réseaux de communication, c'est-à-dire tout ce qui utilise de l'électricité. Lorsque le soleil a pointé un CME sur nous lors de cet événement de 1989 que je viens de mentionner, la tempête qui en a résulté a fait s'effondrer le réseau électrique d'Hydro-Québec. Six millions de personnes étaientsans pouvoirpendant neuf heures.

Mais la tempête de 1989 n'est rien comparée à la tempête géomagnétique de 1859. Connue sous le nom deÉvénement Carrington, d'après l'astronome amateur Richard Carrington, qui a observé les éruptions qui ont déclenché la tempête, il s'agissait de la tempête géomagnétique la plus puissante jamais enregistrée. Des aurores ont été observées aussi loin au sud qu'Hawaï et les Caraïbes. Des témoins à des latitudes plus élevées ont déclaré être capables de lire les journaux à la seule lumière de l'aurore. Les réseaux télégraphiques du monde entier ont échoué de manière catastrophique ; les opérateurs ont reçu des chocs et du papier télégraphique a pris feu.

Une répétition de l'événement Carrington dans le monde beaucoup plus interconnecté d'aujourd'hui serait dévastateur. Des pannes en cascade pourraient rapidement couper l'alimentation de millions de personnes en quelques minutes. Les réseaux de communication tomberaient en panne et les satellites GPS, sur lesquels repose tout le système de trafic aérien, s'arrêteraient.

Une répétition de 1859 pourrait être vraiment catastrophique !

Évidemment, nous ne voulons pas être surpris par un puissant CME lié à la Terre. C'est pourquoi les astronomes étudient le soleil. Outre la joie de découvrir le fonctionnement des étoiles, une meilleure compréhension de l'activité solaire peut nous aider à mieux nous préparer. Avec seulement quelques heures d'avertissement avant une grève imminente de CME, nous pourrions fermer et protéger en toute sécurité les services essentiels. Les perturbations peuvent alors ne durer que quelques heures, plutôt que les jours, semaines et mois qui pourraient autrement se produire.

Les CME ne sont qu'un autre rappel de la fragilité de notre point bleu pâle lorsqu'il court autour du soleil.

Longue extrusion en forme de tentacule du soleil près d

Le 31 août 2012, le Solar Dynamics Observatory a attrapé le soleil en lançant des flux de plasma dans l'espace à près de 1 400 km par seconde. Image via NASA/GSFC/SDO.

Bottom line: Les éjections de masse coronale - également connues sous le nom de CME - sont de puissantes éruptions à la surface du soleil. Causés par les instabilités du champ magnétique solaire, ils peuvent lancer un milliard de tonnes de gaz surchauffé dans l'espace. La plupart dérivent sans danger à travers le système solaire, mais parfois l'un est dirigé vers la Terre. Lorsque cela se produit, l'orage magnétique qui en résulte peut perturber gravement les systèmes électriques et produire des affichages auroral brillants.

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