De nouvelles recherches sur les tempêtes solaires révèlent qu'elles peuvent non seulement provoquer des régions de charge électrique excessive dans la haute atmosphère au-dessus des pôles de la Terre, ils peuvent également faire exactement le contraire :provoquer des régions presque appauvries en particules chargées électriquement. La découverte ajoute à notre connaissance de la façon dont les tempêtes solaires affectent la Terre et pourrait éventuellement conduire à l'amélioration des systèmes de communication radio et de navigation pour l'Arctique.

Une équipe de chercheurs du Danemark, les États-Unis et le Canada ont fait la découverte en étudiant une tempête solaire qui a atteint la Terre le 19 février, 2014. La tempête a été observée pour affecter l'ionosphère dans toutes les latitudes nord de la Terre. Ses effets sur le Groenland ont été documentés par un réseau de système mondial de navigation par satellite, ou GNSS, stations ainsi que des observatoires géomagnétiques et d'autres ressources. Attila Komjathy du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, développé un logiciel pour traiter les données GNSS et aidé au traitement des données. Les résultats ont été publiés dans la revue Radio-sciences .

Les tempêtes solaires comprennent souvent une éruption solaire appelée éjection de masse coronale, ou CME. Il s'agit d'un vaste nuage de particules chargées électriquement projetées dans l'espace qui perturbe le champ magnétique interplanétaire de notre système solaire. Lorsque ces particules et les perturbations magnétiques rencontrent le champ magnétique terrestre, ils interagissent dans une série de processus physiques complexes, et déclencher des perturbations dans le champ magnétique terrestre. Ces perturbations sont appelées orages géomagnétiques. Les interactions peuvent provoquer des plaques instables d'électrons en excès dans l'ionosphère, une région atmosphérique commençant à environ 50 miles (80 kilomètres) au-dessus de la surface de la Terre qui contient déjà des ions et des électrons.

La tempête géomagnétique de 2014 était le résultat de deux puissants CME dirigés par la Terre. La tempête a initialement produit des plaques d'électrons supplémentaires dans l'ionosphère au-dessus du nord du Groenland, comme d'habitude. Mais juste au sud de ces patchs, les scientifiques ont été surpris de trouver de vastes zones s'étendant de 300 à 600 milles (500 à 1, 000 kilomètres) où les électrons ont été "presque aspirés, " selon les mots de Per Hoeg de l'Institut national de recherche spatiale de l'Université technique du Danemark, Lyngby. Ces zones sont restées appauvries en électrons pendant plusieurs jours.

Les électrons dans l'ionosphère réfléchissent normalement les ondes radio jusqu'au niveau du sol, permettant les communications radio longue distance. L'épuisement des électrons et l'augmentation des électrons dans cette couche peuvent entraîner l'échec des communications radio, réduire la précision des systèmes GPS, endommager les satellites et endommager les réseaux électriques.

"Nous ne savons pas exactement ce qui cause l'épuisement, " a déclaré Komjathy. " Une explication possible est que les électrons se recombinent avec des ions chargés positivement jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'électrons en excès. Il pourrait également y avoir une redistribution - des électrons étant déplacés et repoussés de la région, non seulement horizontalement mais verticalement."

L'article s'intitule « Observations multiinstruments d'une tempête géomagnétique et de ses effets sur l'ionosphère arctique :une étude de cas de la tempête du 19 février 2014 ». L'auteur principal Tibor Durgonics est doctorant à l'Université technique du Danemark. Richard Langley (Université du Nouveau-Brunswick, Canada) a fourni des ensembles de données et une interprétation.