Des scientifiques de l'Université de Graz, Observatoire de Kanzelhöhe, Skoltech, et le World Data Center SILSO à l'Observatoire Royal de Belgique, ont présenté le Catalogue des nombres de taches solaires hémisphériques. Il permettra des prévisions plus précises du cycle solaire et de la météo spatiale, qui peuvent affecter les infrastructures créées par l'homme à la fois sur Terre et en orbite. L'étude est sortie dans le Astronomie &Astrophysique journal, et le catalogue est disponible auprès du SILSO, le World Data Center pour la production, préservation, et la diffusion du numéro international des taches solaires.

Notre soleil est une grosse boule de gaz bouillante, dont la plupart sont si chauds que les électrons sont arrachés aux atomes, créer un mélange circulant de particules chargées, appelé plasma. Ces charges mobiles dotent le soleil d'un énorme champ magnétique, qui se regroupe à mesure qu'il s'élève de l'intérieur solaire et crée des zones sombres appelées taches solaires à la surface.

Les taches solaires sont les principales sources d'éruptions solaires et d'éjections de masse coronale, ou CME. Ce sont d'énormes nuages ​​magnétiques de plasma libérés par le soleil à grande vitesse. Lorsqu'il est dirigé vers la Terre, ils provoquent de puissantes perturbations magnétiques pouvant endommager les équipements des satellites, mettre les télécommunications hors d'état de nuire, et même provoquer des pannes d'électricité dans une ville, avec des effets dévastateurs sur l'économie.

L'apparition et la disparition des taches solaires varient selon un cycle d'environ 11 ans. Cela commence avec presque pas de taches solaires. Au fur et à mesure qu'il progresse, de plus en plus de taches émergent aux latitudes moyennes et migrent vers l'équateur solaire. Puisque l'équateur du soleil tourne plus vite que les pôles, son champ magnétique s'enchevêtre et se renforce en faisceaux au cours du cycle. Finalement, les faisceaux de lignes de champ deviennent suffisamment forts pour être poussés à travers la photosphère sous forme de boucles qui piègent et éjectent le plasma sous forme de CME.

La surveillance des taches solaires est donc cruciale pour prévoir les événements météorologiques spatiaux dangereux et leurs effets sur les voyageurs aériens, astronautes, et l'équipement et l'infrastructure, à la fois sur Terre, en orbite, et sur des missions spatiales à long terme.

Initialement observé par Galilée au XVIIe siècle, les taches solaires sont désormais surveillées quotidiennement par environ 80 observatoires à travers le monde. Le World Data Center SILSO de l'Observatoire royal de Belgique est la plaque tournante mondiale de toutes les données sur les taches solaires. Des données systématiques sur le nombre total de taches solaires sont disponibles à partir du XVIIIe siècle. Cependant, des modèles récents suggèrent que l'activité solaire est mieux comprise comme une interaction entre les activités dans les hémisphères nord et sud considérés séparément. Ces données sont beaucoup plus rares, avec l'indice d'activité solaire le plus important, le nombre international de taches solaires, n'enregistrant que le nombre de taches solaires par hémisphère depuis 1992.

Les auteurs de la récente étude en Astronomie &Astrophysique a proposé une méthode pour étendre considérablement les données disponibles en reconstruisant les nombres historiques de taches solaires hémisphériques. Par conséquent, ils ont publié un catalogue continu de données quotidiennes et mensuelles des nombres de taches solaires dans les hémisphériques nord et sud remontant à 1874. L'équipe a montré sa forte correspondance avec les données hémisphériques existantes et a démontré que les prévisions du cycle solaire sont en effet plus précises lorsque l'évolution des nombres de taches solaires est considérée séparément pour les deux hémisphères.

"Notre soleil est une étoile intrigante, et sa physique est à la fois simple et compliquée. Nous avons appris de notre étude que nous pouvons obtenir une meilleure compréhension de l'évolution à long terme de l'activité du soleil en traitant simplement d'abord les deux hémisphères séparément et seulement ensuite en additionnant les deux contributions pour obtenir l'activité globale. Les données nouvellement reconstruites sur le nombre de taches solaires hémisphériques seront disponibles pour la communauté scientifique, et nous pensons qu'ils peuvent fournir une base importante pour développer de nouveaux, des schémas de prédiction plus précis de l'activité solaire, " a déclaré Astrid Veronig, l'auteur principal de l'étude, professeur à l'Université de Graz, et directeur de l'Observatoire de Kanzelhöhe pour la recherche solaire et environnementale.

Shantanu Jain, étudiant diplômé de Skoltech et co-auteur de l'étude, a souligné l'utilité pratique du nouveau catalogue :"Nous pensons que ce nouveau catalogue sera essentiel pour prédire avec précision la météo spatiale, car nous disposons désormais de données hémisphériques continues sur une période plus longue pour rendre le cycle solaire significatif. Si nous devions faire face à des éruptions solaires extrêmes à l'ère actuelle de la dépendance technologique, cela pourrait facilement endommager nos réseaux électriques, communications par satellite, l'Internet, et causer des pertes économiques pouvant atteindre des milliers de milliards de dollars. Une prévision précise de la météo spatiale peut nous aider à nous préparer et à éviter un tel scénario."

« Pour les infrastructures techniques permanentes, pour des problèmes à long terme comme l'appauvrissement de la couche d'ozone ou le climat, et en vue de futures missions spatiales habitées de longue durée vers la Lune ou Mars, il existe un besoin croissant de prévisions à moyen et long terme de la tendance de l'activité solaire au cours des prochains mois ou années. Dans le cadre d'une discipline émergente appelée « climat spatial, " de telles prédictions à long terme de la force du cycle solaire ne peuvent reposer que sur une connaissance détaillée de l'évolution réelle de nombreux cycles solaires passés. Notre nouvelle série de données étendue est l'une des étapes clés des efforts croissants pour revisiter et exploiter pleinement des collections de données héritées utilisant les outils modernes du 21e siècle, », a commenté Frédéric Clette, co-auteur de l'étude et responsable du World Data Center SILSO.

"Actuellement, nous ne comprenons toujours pas complètement comment fonctionne la dynamo solaire et comment le champ magnétique solaire est généré au cours du cycle solaire de 11 ans. Toutes les planètes de notre système solaire orbitent autour du soleil dans un plan dit écliptique. Cela signifie que les observatoires sur Terre ou les instruments à bord de tout satellite en orbite autour de la Terre qui font des images du soleil ne voient jamais vraiment ce qui se passe sur les pôles solaires. Cependant, en février 2020, une mission spatiale révolutionnaire, le Solar Orbiter, a été lancée pour voler très près du soleil. Il effectuera des manœuvres gravitationnelles pour sortir de l'écliptique et apercevoir les pôles pour la première fois de l'histoire. Le premier passage polaire devrait avoir lieu en mars 2025, le vaisseau spatial atteignant une inclinaison de 17 degrés au-dessus du plan de l'écliptique et passant à 33 degrés en juillet 2029. Nous pensons que le produit nouvellement développé des nombres de taches solaires hémisphériques ainsi que les observations sans précédent et les connaissances fondamentalement nouvelles de Solar Orbiter nous aideront à faire progresser les études du cycle solaire et les prévisions météorologiques spatiales. Et quelles que soient les tempêtes qui font rage, nous souhaitons à tous le beau temps dans l'espace, " a déclaré Tatiana Podladchikova, co-auteur de l'article et professeur adjoint au Skoltech Space Center.