La source de particules solaires potentiellement dangereuses, libéré du Soleil à grande vitesse lors des tempêtes dans son atmosphère externe, a été localisé pour la première fois par des chercheurs de l'UCL et de l'Université George Mason, Virginie, NOUS.

Ces particules sont très chargées et, s'ils atteignent l'atmosphère terrestre, peut potentiellement perturber les satellites et les infrastructures électroniques, ainsi que poser un risque de rayonnement pour les astronautes et les personnes dans les avions. En 1859, pendant ce qu'on appelle l'événement Carrington, une grande tempête solaire a fait échouer les systèmes télégraphiques à travers l'Europe et l'Amérique. Avec le monde moderne si dépendant de l'infrastructure électronique, le potentiel de préjudice est beaucoup plus grand.

Pour minimiser le danger, les scientifiques cherchent à comprendre comment ces flux de particules sont produits afin de mieux prédire quand ils pourraient affecter la Terre.

Dans la nouvelle étude, Publié dans Avancées scientifiques , les chercheurs ont analysé la composition des particules énergétiques solaires se dirigeant vers la Terre, et ont découvert qu'ils avaient la même "empreinte digitale" que le plasma situé bas dans la couronne solaire, près de la région médiane de l'atmosphère du Soleil, la chromosphère.

Co-auteur Dr. Stephanie Yardley (UCL Mullard Space Science Laboratory, MSSL) a déclaré :« Dans notre étude, nous avons observé pour la première fois exactement d'où proviennent les particules énergétiques solaires sur le Soleil. Nos preuves soutiennent les théories selon lesquelles ces particules hautement chargées proviennent du plasma qui a été maintenu bas dans l'atmosphère du Soleil par champs magnétiques. Ces particules énergétiques, une fois libéré, sont ensuite accélérés par des éruptions qui se déplacent à une vitesse de quelques milliers de kilomètres par seconde.

"Les particules énergétiques peuvent arriver sur Terre très rapidement, en quelques minutes à quelques heures, avec ces événements durant des jours. Actuellement, nous ne pouvons fournir que des prévisions de ces événements au fur et à mesure qu'ils se déroulent, car il est très difficile de prédire ces événements avant qu'ils ne se produisent. En comprenant mieux les processus du Soleil, nous pouvons améliorer les prévisions afin que, lorsqu'une tempête solaire majeure frappe, nous avons le temps d'agir pour réduire les risques."

L'auteur principal, le Dr David Brooks (George Mason University et professeur agrégé honoraire à l'UCL MSSL) a déclaré :« Nos observations donnent un aperçu fascinant de la provenance du matériau qui produit les particules énergétiques solaires dans quelques événements du dernier cycle solaire. Nous sommes maintenant commencer un nouveau cycle solaire, et une fois que cela commencera, nous utiliserons les mêmes techniques pour voir si nos résultats sont généralement vrais, ou si ces événements sont en quelque sorte inhabituels.

« Nous avons de la chance car notre compréhension des mécanismes à l'origine des tempêtes solaires et des particules énergétiques solaires est susceptible de progresser rapidement au cours des prochaines années grâce aux données qui seront obtenues de deux engins spatiaux – Solar Orbiter de l'ESA et la NASA Parker Solar Probe – qui se dirigent vers plus proche du Soleil que n'importe quel vaisseau spatial ne l'a été auparavant."

Dans l'étude, les chercheurs ont utilisé les mesures du satellite Wind de la NASA, situé entre le Soleil et la Terre, analyser une série de flux de particules énergétiques solaires, chacun durant au moins une journée, en janvier 2014. Ils ont comparé cela aux données de spectroscopie du vaisseau spatial Hinode dirigé par JAXA. (Le spectromètre imageur EUV à bord du vaisseau spatial a été construit par l'UCL MSSL et le Dr Brooks est membre de l'équipe des opérations de la mission au Japon.)

Ils ont découvert que les particules énergétiques solaires mesurées par le satellite Wind avaient la même signature chimique - une abondance de silicium par rapport au soufre - que le plasma confiné près du sommet de la chromosphère du Soleil. Ces emplacements se trouvaient aux « points d'ancrage » des boucles coronales chaudes, c'est-à-dire au fond des boucles de champ magnétique et de plasma s'étendant dans l'atmosphère extérieure du Soleil et inversement.

Grâce à une nouvelle technique, l'équipe a mesuré la force du champ magnétique coronal à ces points, et j'ai trouvé qu'il était très haut, dans la région de 245 à 550 Gauss, confirmant la théorie selon laquelle le plasma est maintenu dans l'atmosphère du Soleil par de puissants champs magnétiques avant sa libération dans l'espace.

Les particules énergétiques solaires sont libérées du Soleil et sont accélérées par des éruptions solaires (grandes explosions) ou des éjections de masse coronale – des éjections d'énormes nuages ​​de plasma et de champ magnétique. Environ 100 événements de particules énergétiques solaires se produisent chaque cycle solaire de 11 ans, bien que ce nombre varie d'un cycle à l'autre.

Les dernières découvertes soutiennent l'idée que certaines particules énergétiques solaires proviennent d'une autre source que le vent solaire lent (dont l'origine est encore débattue), car ils sont confinés dans des conditions spécifiques dans des boucles coronales chaudes au cœur de la région source. Un vent solaire plus rapide est émis en continu par le Soleil; sa rencontre avec l'atmosphère terrestre peut générer les aurores boréales.

Les particules de haute énergie libérées en janvier 2014 provenaient d'une région volatile du Soleil qui avait de fréquentes éruptions solaires et CME, et un champ magnétique extrêmement puissant. La région, connu sous le nom de 11944, était l'une des plus grandes régions actives du Soleil à l'époque et était visible par les observateurs sur Terre sous la forme d'une tache solaire, une tache sombre à la surface du soleil.

Une forte alerte de tempête de rayonnement a été émise à l'époque par le NOAA / NWS Space Weather Prediction Center, mais l'événement de particules énergétiques solaires n'est pas connu pour avoir causé des perturbations dans l'atmosphère terrestre, bien que les systèmes informatiques du vaisseau spatial Hinode lui-même aient enregistré plusieurs impacts de particules.

Une mesure a été prise de l'intensité du champ magnétique dans la région 11944 dans une étude distincte peu de temps après cette période, et était l'un des plus élevés jamais enregistrés dans le Soleil - 8,2 kG.