Des développements récents à la pointe de l'astronomie nous permettent d'observer que les planètes en orbite autour d'autres étoiles ont des conditions météorologiques. En effet, nous savons que d'autres planètes de notre système solaire ont des conditions météorologiques, dans de nombreux cas plus extrêmes que les nôtres.

Nos vies sont affectées par les variations atmosphériques à court terme du temps sur Terre, et nous craignons que le changement climatique à long terme ait également un impact important. Le terme récemment inventé « la météo spatiale » fait référence aux effets qui surviennent dans l'espace mais affectent la Terre et les régions qui l'entourent. Plus subtil que la météo météorologique, la météo spatiale agit généralement sur les systèmes technologiques, et a des impacts potentiels qui vont de l'interruption des communications aux pannes du réseau électrique.

Une capacité à prédire la météo spatiale est un outil essentiel pour fournir des avertissements afin que l'atténuation puisse être tentée, et j'espère, dans des cas extrêmes, prévenir une catastrophe.

L'histoire de la météo

Nous sommes maintenant habitués à des prévisions météorologiques à grande échelle qui sont assez précises pour une échelle de temps d'environ deux semaines.

La prévision météorologique scientifique est née il y a environ un siècle, le terme « front » étant associé à la Première Guerre mondiale. La prévision météorologique est basée sur une bonne connaissance de la théorie sous-jacente, codifié en programmes informatiques massifs fonctionnant sur les ordinateurs les plus avancés, avec d'énormes quantités de données d'entrée.

Aspects importants de la météo, comme la teneur en humidité, peut être mesurée par des satellites qui surveillent en permanence. D'autres mesures sont également être facilement prises, par exemple, par près de 2, 000 ballons météo lancés chaque jour. L'exploration des limites de la prévision météorologique a donné naissance à la théorie du chaos, parfois appelé « effet papillon ». L'accumulation d'erreurs entraîne la limite pratique de deux semaines.

En revanche, la prévision de la météo spatiale n'est vraiment fiable qu'une heure environ à l'avance !

Effets solaires

La plupart des conditions météorologiques spatiales proviennent du soleil. Son atmosphère la plus externe souffle dans l'espace à des vitesses supersoniques, bien qu'à une densité si faible que l'espace interplanétaire soit plus raréfié que ce qui est considéré comme un vide dans nos laboratoires. Contrairement aux vents sur Terre, ce vent solaire entraîne un champ magnétique. C'est beaucoup plus petit que le propre champ de la Terre que nous pouvons détecter avec une boussole à la surface, et beaucoup plus petit que celui près d'un aimant de réfrigérateur, mais il peut interagir avec la Terre, avec un rôle important dans la météorologie spatiale.

Le vent solaire très fin, avec un champ magnétique très faible, peut néanmoins affecter la Terre en partie parce qu'elle interagit avec une grande bulle magnétique autour de la Terre, appelé la magnétosphère, sur une très grande surface, au moins cent fois plus grand que la surface de notre planète. Tout comme une brise qui peut à peine déplacer un fil peut déplacer un énorme voilier lorsqu'il est pris sur les grandes voiles, l'effet du vent solaire, par sa pression directe (comme sur une voile) ou par son champ magnétique interagissant avec celui de la Terre, peut être énorme.

Comme point d'origine, le soleil lui-même est une masse bouillonnante de gaz chauds et de champs magnétiques, et leur interaction est complexe, parfois même explosif. Les champs magnétiques sont concentrés près des taches solaires, et produisent des phénomènes électromagnétiques comme les éruptions solaires (le nom dit tout) et les éjections de masse coronale. Tout comme avec les tornades sur Terre, on sait généralement quand les conditions sont favorables à ces explosions localisées, mais la prédiction précise est difficile.

Même une fois qu'un événement est détecté, si une grande masse de jeûne, un gaz chaud et dense est projeté dans notre direction (et un tel "nuage" à son tour est difficile à détecter, venant vers nous contre l'éclat du soleil), il y a un autre facteur de complication dans la prévision de son danger.

Détection des champs magnétiques

Contrairement au détectable, parfois même visible, teneur en eau de l'atmosphère si importante en météorologie, le champ magnétique du gaz éjecté du soleil, y compris dans les nuages ​​chauds et plus denses d'explosions, est presque impossible à détecter de loin. L'effet d'un nuage interplanétaire est considérablement renforcé si la direction de son champ magnétique est opposée au champ propre de la Terre où il frappe la barrière de la magnétosphère terrestre. Dans ce cas, un processus connu sous le nom de "reconnexion" permet à une grande partie de l'énergie du nuage d'être transférée vers la région proche de la Terre, et s'accumulent en grande partie côté nuit, malgré le nuage frappant du côté face au soleil.

Par des processus secondaires, impliquant généralement une reconnexion supplémentaire, cette énergie produit des effets météorologiques spatiaux. Les ceintures de radiation de la Terre peuvent être considérablement énergisées, mettant en danger les astronautes et même les satellites. Ces processus peuvent également produire des aurores brillantes, dont la beauté cache le danger puisqu'ils produisent à leur tour des champs magnétiques. Un effet générateur se produit lorsque les aurores dansantes font varier les champs magnétiques, mais contrairement aux générateurs qui produisent une grande partie de notre électricité, les champs électriques des aurores sont incontrôlés.

Les champs électriques des aurores sont faibles, et indétectable pour les sens humains. Cependant, sur une très grande région, ils peuvent s'accumuler pour appliquer une tension considérable. C'est cet effet qui constitue un danger pour notre plus grande infrastructure, comme les réseaux électriques. Pour prédire quand cela pourrait arriver, nous aurions besoin de mesurer de loin la taille et la direction du champ magnétique dans un nuage spatial entrant. Cependant, ce champ invisible est furtif et difficile à détecter jusqu'à ce qu'il soit presque sur nous.

Moniteurs satellites

Par les lois gravitationnelles des orbites, un satellite surveillant en continu les champs magnétiques par mesure directe doit se trouver à environ 1,6 million de kilomètres de la Terre, entre nous et le soleil cent fois plus loin. Un nuage magnétique provoquant des effets météorologiques spatiaux mineurs prend généralement environ trois jours pour venir du soleil à la Terre. Un nuage vraiment dangereux, d'une plus grande explosion solaire, peut prendre aussi peu qu'une journée. Étant donné que nos satellites de surveillance sont relativement proches de la Terre, nous ne connaissons la direction cruciale du champ magnétique qu'au plus une heure avant l'impact. Ce n'est pas beaucoup de temps pour préparer les infrastructures vulnérables, comme les réseaux électriques et de communication et les satellites, pour mieux survivre.

Puisque les flottes de satellites nécessaires pour donner une meilleure alerte ne sont même pas sur les planches à dessin, nous devons compter sur la chance face à la météo spatiale. Cela peut être un petit réconfort que le prochain maximum solaire – lorsque la surface du soleil est à son maximum pendant un cycle et devrait culminer en 2025 – devrait être doux.

C'est peut-être Mark Twain qui a dit " il est difficile de faire des prédictions, surtout sur l'avenir, " mais c'est certainement vrai dans le cas de la météorologie spatiale.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.