Des scientifiques de la NASA et du National Center for Atmospheric Research ont montré que les données d'un instrument au sol appelé K-Cor peuvent donner aux scientifiques une alerte précoce d'un certain type de météo spatiale entrante pouvant avoir un impact sur les astronautes. Cette image composite montre une éjection de masse coronale, un type de météo spatiale liée aux particules énergétiques solaires, vu de deux observatoires solaires spatiaux et d'un instrument au sol. L'image en or provient de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA, l'image en bleu provient du coronographe K-Cor de l'observatoire solaire de Manua Loa, et l'image en rouge provient de l'ESA et de l'observatoire solaire et héliosphérique de la NASA. Crédit :NASA/ESA/SOHO/SDO/Joy Ng et MLSO/K-Cor
Notre soleil en constante évolution fait parfois irruption avec des éclats de lumière, matériel solaire, ou particules énergisées ultra-rapides - collectivement, ces événements contribuent à la météorologie spatiale. Dans une étude publiée le 30 janvier, 2017, dans Météo spatiale , des scientifiques de la NASA et du National Center for Atmospheric Research, ou NCAR, à Boulder, Colorado, ont montré que les signes avant-coureurs d'un type d'événement météorologique spatial peuvent être détectés des dizaines de minutes plus tôt qu'avec les techniques de prévision actuelles - un temps supplémentaire critique qui pourrait aider à protéger les astronautes dans l'espace.
Le champ magnétique et l'atmosphère terrestres nous protègent au sol de la plupart des effets néfastes de la météo spatiale, mais les astronautes en orbite terrestre basse - ou même, un jour, dans l'espace interplanétaire - sont plus exposés à la météo spatiale, y compris des rafales de particules en mouvement rapide appelées particules énergétiques solaires, ou SEP.
"Les engins spatiaux robotiques sont généralement durcis aux radiations pour se protéger contre ce genre d'événements, " a déclaré Chris St. Cyr, un scientifique de l'espace au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et auteur principal de l'étude. "Mais les humains sont toujours sensibles."
La NASA veut donc aider à améliorer les systèmes qui fourniraient aux futurs astronautes un avertissement préalable des SEP entrants. Dans le récent article, les scientifiques ont montré que le suivi d'un type associé d'explosion solaire - des nuages rapides de matière solaire magnétique, appelées éjections de masse coronale—peuvent aider.
Les scientifiques observent des éjections de masse coronale à l'aide d'un type d'instrument appelé coronographe, dans lequel un disque solide bloque la face brillante du soleil, révélant l'atmosphère ténue du soleil, appelé la couronne. Les coronographes spatiaux sont plus largement utilisés dans la recherche météorologique spatiale en raison de leurs vues solaires à grand champ qui ne sont pas interrompues par la couverture nuageuse ou la rotation de la Terre. Mais les coronographes au sol ont leurs propres avantages, alors qu'ils ne peuvent observer le soleil que le jour par temps clair, ils peuvent renvoyer des données presque instantanément, et à une résolution temporelle beaucoup plus élevée que les instruments satellitaires. Cette vitesse de retour des données pourrait faire une différence significative, étant donné que les SEP peuvent se déplacer presque à la vitesse de la lumière, leur temps de trajet total peut donc être inférieur à une heure entre le moment où ils sont accélérés près du soleil et le moment où ils atteignent la Terre.
"Avec des coronographes spatiaux, nous récupérons des images toutes les 20-30 minutes, " a déclaré Saint-Cyr. "Vous verrez le CME dans un cadre, et au moment où vous obtenez l'image suivante - qui contient les informations dont nous avons besoin pour dire à quelle vitesse elle se déplace - les particules énergétiques sont déjà arrivées."
Pour cette étude, les scientifiques ont travaillé à rebours pour voir s'ils pouvaient utiliser un coronographe au sol pour obtenir ces informations clés sur la vitesse du CME assez rapidement pour allonger le délai d'avertissement. Ils ont sélectionné un événement SEP, puis sont retournés vérifier si les données étaient disponibles à partir d'un coronographe appelé K-Cor, qui fait partie de l'observatoire de haute altitude du NCAR et se trouve au sommet du volcan Mauna Loa à Hawaï. Leur recherche a confirmé que les informations nécessaires pour prédire l'arrivée des particules énergétiques étaient disponibles environ 45 minutes avant que les particules n'arrivent sur Terre, des dizaines de minutes avant qu'elles ne quittent l'atmosphère intérieure du soleil.
La prochaine étape consiste à répéter cette étude encore et encore, en utilisant à la fois des données archivées et des observations futures, afin de voir si les premières signatures de ces particules énergétiques peuvent être détectées de manière fiable dans les images de K-Cor. Cette confirmation, ainsi que des améliorations prévues qui mettraient les images de K-Cor en ligne encore plus rapidement, pourrait permettre à cette technique de devenir un outil de prévision météorologique spatiale, tel que celui fourni à la nation par la National Oceanic and Atmospheric Association des États-Unis.
"Actuellement, les images traitées de K-Cor sont disponibles sur Internet en moins de 15 minutes après leur prise, " dit Joan Burkepile, un auteur de l'étude basée au NCAR et chercheur principal pour l'instrument K-Cor. "Nous installons un ordinateur plus puissant à l'observatoire d'Hawaï pour traiter les images quelques secondes après leur acquisition et fournir les données sur Internet une minute ou deux après l'acquisition."
