La discipline émergente de la météorologie spatiale vise à prédire de manière fiable les éruptions solaires afin que nous puissions mieux nous prémunir contre leurs effets. A l'aide de modèles numériques 3D, une équipe internationale dirigée par Etienne Pariat, chercheur au LESIA (Observatoire de Paris / CNRS / Université Paris Diderot / UPMC), a découvert un proxy qui pourrait être utilisé pour prévoir un événement éruptif. Le proxy est associé à l'hélicité magnétique, qui reflète l'étendue de la torsion et de l'enchevêtrement du champ magnétique. L'étude est publiée dans la revue Astronomie et astrophysique du 17 mai 2017.

Les éruptions ou éruptions solaires sont l'un des phénomènes les plus violents du système solaire. Ils coïncident avec un coup, reconfiguration violente du champ magnétique, libérant d'énormes quantités d'énergie qui peuvent éjecter des milliards de tonnes de matière solaire dans l'espace à des vitesses de plus de mille kilomètres par seconde.

Bien que de nombreux paramètres aient été étudiés, la probabilité de prévoir une éruption majeure un jour à l'avance n'est actuellement pas supérieure à 40 %. Et pourtant les éruptions les plus puissantes peuvent entraîner des perturbations majeures sur Terre, causer des interférences avec les télécommunications ou interrompre les réseaux électriques dans des régions entières du monde. Nos technologies, qui dépendent de plus en plus des composants électriques et des satellites (GPS, téléphonie, etc), sont ainsi de plus en plus sensibles à l'activité solaire, alors que de telles fusées éclairantes peuvent même mettre la vie des astronautes en danger.

L'un des objectifs de la météorologie spatiale est de prévoir les éruptions solaires, de la même manière que les services météorologiques prévoient les tempêtes sur Terre. A la recherche d'un paramètre prédictif, les astrophysiciens ont basé leurs travaux sur des simulations numériques 3D, qui utilisent des ordinateurs pour reproduire le comportement du champ magnétique dans l'atmosphère du Soleil ainsi que la formation des taches solaires, où ont lieu les éruptions. Les chercheurs ont testé diverses simulations paramétriques et analysé les changements d'énergie magnétique et d'hélicité magnétique, une quantité qui mesure l'étendue de l'enchevêtrement et de la torsion du champ magnétique.

Pour leur étude, les chercheurs ont réalisé des simulations informatiques de deux scénarios, l'un avec une éruption et l'autre sans. Leurs calculs initiaux ont confirmé que ni les énergies magnétiques ni l'hélicité totale du champ magnétique ne remplissaient les critères d'un facteur prédictif. En utilisant une approche mathématique complexe basée sur la séparation du champ magnétique en plusieurs composantes, les chercheurs ont réussi à obtenir un proxy capable de prédire les éruptions. Le proxy (qui compare deux hélicités dans la région potentiellement éruptive) reste faible dans les scénarios non éruptifs; alors que dans tous les autres cas, il augmente considérablement avant l'éruption (voir les figures).

L'étude, réalisé dans le cadre du programme HéliSol, ouvre ainsi la voie à une prévision plus efficace des éruptions solaires. Les résultats théoriques doivent maintenant être confirmés par l'analyse des observations des régions solaires actives. Cela se fait actuellement dans le cadre du projet européen Flarecast, qui vise à mettre en place un système automatique de prévision des fusées éclairantes.