Le défi de la prévision de la météo spatiale, ce qui peut causer des problèmes avec les télécommunications et d'autres opérations satellitaires sur Terre, nécessite une compréhension détaillée du vent solaire (un flux de particules chargées libérées par le soleil) et des simulations informatiques sophistiquées. Des recherches menées à l'Université du New Hampshire ont montré que lors du choix du bon modèle pour décrire le vent solaire, utiliser celui qui prend plus de temps à calculer ne le rend pas le plus précis.

Dans l'étude, Publié dans Le Journal d'Astrophysique , Daniel Verscharen, professeur assistant de recherche en physique au Centre des sciences spatiales de l'UNH, comparé deux descriptions théoriques couramment utilisées, théorie cinétique versus magnétohydrodynamique (MHD), lors de la mesure du comportement de la turbulence dans le vent solaire. La théorie cinétique considère le vent solaire comme une composition de particules en mouvement rapide et utilise des méthodes mathématiques très compliquées qui nécessitent de longues périodes de temps lorsqu'elles sont évaluées sur des super ordinateurs sophistiqués. La deuxième description, MHD, considère le vent solaire comme un fluide, ou plus gazeux, et est beaucoup moins compliqué à calculer. Étonnamment, l'étude a montré qu'il s'agissait du MHD, le modèle le plus rapide à calculer, qui a fourni les prédictions les plus précises.

"Notre recherche a révélé que le modèle utilisé fait une énorme différence, " a déclaré Verscharen. "Nous avons constaté que les modèles MHD calculés beaucoup plus rapides peuvent en fait capturer une partie du comportement du vent solaire beaucoup mieux que prévu. C'est un résultat très important pour les modélisateurs de vent solaire car il peut justifier l'application de MHD, basé sur les premiers principes et observations."

Pour prouver sa théorie, Verscharen a collecté des données provenant de la sonde WIND, qui orbite actuellement dans le vent solaire, des co-auteurs de l'étude Christopher Chen de l'Imperial College de Londres et Robert Wicks de l'University College de Londres. Après avoir comparé la théorie avec les données réelles du vaisseau spatial, l'équipe a découvert que le type de perturbation qu'ils étudiaient se comportait beaucoup plus comme un fluide que comme un milieu cinétique avec des particules sans collision. C'était inattendu car ils pensaient que la théorie cinétique devrait fonctionner beaucoup mieux dans un gaz aussi dilué, ou mince, comme le vent solaire.

La découverte pourrait conduire à un moyen plus efficace de prévoir la météo spatiale pour les institutions qui doivent continuellement modéliser le vent solaire, comme la Nasa. Une météorologie spatiale sévère peut provoquer des pannes de satellite et de communication, perte GPS, des pannes de courant, et peut même avoir des effets sur les compagnies aériennes commerciales et les vols spatiaux. Afin de prévoir les effets que le plasma du vent solaire et les particules énergétiques pourraient avoir sur ces systèmes, les modélisateurs exécutent actuellement différentes simulations informatiques et comparent les résultats. Verscharen et son équipe pensent que leurs découvertes pourraient aider à développer un ensemble de critères pour déterminer quel type de modélisation serait le plus approprié pour leurs efforts de prédiction dans des situations spécifiques.

"Si les paramètres du vent solaire étaient d'une certaine manière, ils pourraient utiliser la modélisation MHD et sinon, il serait peut-être préférable d'effectuer des simulations basées sur la théorie cinétique, ", a déclaré Verscharen. "Cela fournirait simplement un moyen plus efficace de prédire la météo spatiale et le vent solaire."

On ne comprend toujours pas pourquoi le vent solaire se comporte comme un fluide. Les chercheurs espèrent que de futures études détermineront dans quelles conditions le vent solaire peut être modélisé en tant que fluide avec MHD, et quand un modèle cinétique serait nécessaire.