Les scientifiques ont identifié la source de particules dangereuses à haute énergie dans le soleil

La source de particules solaires potentiellement dangereuses éjectées par le Soleil à grande vitesse lors de tempêtes dans son atmosphère extérieure a été découverte pour la première fois par des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles et de l'Université George Mason.

Ces particules sont très chargées et, si elles atteignent l'atmosphère terrestre, pourraient potentiellement perturber les satellites et les infrastructures électroniques et présenter un risque de rayonnement pour les astronautes et les passagers des avions.

En 1859, lors du soi-disant événement de Carrington, une grande tempête solaire a perturbé les systèmes télégraphiques à travers l'Europe et l'Amérique. Dans le monde d'aujourd'hui, si fortement dépendant de l'infrastructure électronique, le potentiel de préjudice est bien plus grand.

Pour minimiser le danger, les scientifiques tentent de comprendre comment ces flux de particules se forment afin de mieux prédire quand ils pourraient affecter la Terre.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Science Advances, les chercheurs ont analysé la composition des particules d'énergie solaire se dirigeant vers la Terre et ont découvert qu'elles avaient la même empreinte que le plasma situé au bas de la couronne du Soleil, près de la région médiane de l'atmosphère du Soleil, le chromosphère.

Dans notre étude, pour la première fois, nous avons observé où exactement les particules d'énergie solaire apparaissent sur le Soleil. Nos données soutiennent la théorie selon laquelle ces particules hautement chargées proviennent de plasma maintenu bas dans l'atmosphère du soleil par de puissants champs magnétiques. Ces particules d'énergie, une fois libérées, sont ensuite accélérées par des éruptions qui se déplacent à une vitesse de plusieurs milliers de kilomètres par seconde, disent les scientifiques.

Les particules d'énergie peuvent arriver sur Terre très rapidement, en quelques minutes ou quelques heures, et ces événements durent plusieurs jours. Actuellement, nous ne pouvons faire des prédictions de ces événements qu'au fur et à mesure qu'ils se produisent, car il est très difficile de prévoir ces événements avant qu'ils ne se produisent. En comprenant mieux les processus qui se produisent sur le soleil, nous pouvons améliorer les prévisions afin que lorsqu'une tempête solaire majeure éclate, nous ayons le temps d'agir pour réduire les risques.

L'auteur principal, le Dr David Brooks, a déclaré: Nos observations donnent un aperçu de l'origine du matériau qui produit des particules d'énergie solaire lors de plusieurs événements du dernier cycle solaire. Nous commençons maintenant un nouveau cycle solaire, et dès qu'il commencera, nous utiliserons les mêmes méthodes pour voir si nos résultats sont généralement corrects ou si ces événements sont inhabituels.

Nous avons la chance que notre compréhension des mécanismes derrière les tempêtes solaires et les particules d'énergie solaire progressera probablement rapidement dans les années à venir, grâce aux données provenant de deux engins spatiaux, le Solar Orbiter et la Parker Solar Probe, qui se rapprochent plus du Soleil que tout autre. vaisseau spatial avant.

Dans l'étude, les scientifiques ont utilisé des mesures du satellite Wind de la NASA, situé entre le Soleil et la Terre, pour analyser une série de flux de particules d'énergie solaire, dont chacun a duré au moins une journée, en janvier 2014. Ils ont comparé cela aux données spectroscopiques de l'engin spatial Hinod exploité par JAXA.

Ils ont découvert que les particules d'énergie solaire mesurées par le satellite Wind ont la même signature chimique - une abondance de silicium sur le soufre - que le plasma piégé près du sommet de la chromosphère du Soleil. Ces endroits étaient situés au pied des boucles coronales chaudes, c'est-à-dire dans la partie inférieure du champ magnétique et des boucles de plasma s'étendant dans l'atmosphère extérieure du Soleil et à l'arrière.

À l'aide d'une nouvelle technique, l'équipe a mesuré la force du champ magnétique coronaire en ces points et l'a trouvée très élevée, de l'ordre de 245 à 550 Gauss, confirmant la théorie selon laquelle le plasma est piégé dans l'atmosphère du Soleil par de forts champs magnétiques. avant d'être éjecté dans l'espace.

Des particules d'énergie solaire sont libérées par le Soleil et accélérées par des éruptions solaires (grandes explosions) ou des éjections de masse coronale - les éjections d'énormes nuages ​​de plasma et de champ magnétique. Environ 100 événements d'éjection de particules solaires se produisent chaque cycle solaire de 11 ans, bien que ce nombre varie d'un cycle à l'autre.

Des preuves récentes soutiennent l'idée que certaines particules proviennent d'une source autre que le vent solaire lent (dont l'origine est encore débattue), car elles sont piégées dans certaines conditions dans des boucles coronales chaudes au cœur de la région source. Un vent solaire plus rapide est émis en permanence par le Soleil; sa collision avec l'atmosphère terrestre pourrait déclencher les aurores boréales.

Les particules de haute énergie, libérées en janvier 2014, provenaient d'une région volatile du Soleil qui avait de fréquentes éruptions solaires ainsi qu'un champ magnétique extrêmement puissant. La zone, connue sous le nom de 11944, était l'une des plus grandes régions actives du Soleil à l'époque et était visible par les observateurs sur Terre comme une tache solaire - une tache sombre à la surface du Soleil.

À l'époque, le centre de prévision de la météorologie spatiale de la NOAA / NWS a annoncé une violente tempête de rayonnement, mais on sait que l'événement de particules solaires n'a causé aucune perturbation dans l'atmosphère terrestre, bien que les systèmes informatiques de l'engin spatial Hinode lui-même aient enregistré plusieurs impacts de particules.

Peu de temps après, l'intensité du champ magnétique dans la région de 11944 a été mesurée dans une étude distincte, et elle était l'une des plus élevées jamais enregistrées sur le Soleil, -8,2 kG.