Notre soleil, comme beaucoup d’étoiles, est orné d’une couronne. C'est ce qu'on appelle une couronne (du latin « couronne » ou « couronne ») et se compose de longs brins de plasma filiformes s'échappant de la surface du soleil. Le puissant champ magnétique du soleil définit ces brins, les faisant onduler et faire évoluer constamment leurs structures. Les brins sont cependant faibles, donc la seule façon d'observer la couronne à l'œil nu est lors d'une éclipse solaire totale.
En prévision de l'éclipse solaire du 8 avril 2024, les scientifiques de Predictive Science utilisent les données du Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA pour prédire à quoi pourrait ressembler la couronne solaire ce jour-là. De plus, leur modèle utilise les efforts de calcul du supercalculateur Pléiades de la NASA pour mettre à jour ses prévisions en temps quasi réel. Cela signifie que le modèle met continuellement à jour ses prédictions à mesure qu'il ingère les données transmises par SDO, fournissant des informations aussi proches que possible du temps réel.
La couronne solaire est l'atmosphère extérieure de notre étoile. Il "s'étend dans l'espace interplanétaire comme le vent solaire", a déclaré Jon Linker, président de Predictive Science. Poussé par la chaleur et les turbulences magnétiques du soleil, ce vent souffle vers les limites du système solaire.
"Il enveloppe les planètes", a déclaré Linker, "y compris la Terre."
Alors que la Terre et d’autres planètes baignent dans l’écoulement coronal, leurs atmosphères réagissent aux particules énergétiques et aux champs magnétiques présents dans le vent solaire. Cette réaction, appelée météorologie spatiale, peut aller de légère à grave, tout comme la météo terrestre. Les événements météorologiques spatiaux extrêmes, tels que les grandes éruptions solaires appelées éjections de masse coronale, peuvent perturber d'importantes technologies de communication, affecter les astronautes en orbite ou même endommager les réseaux électriques dont nous dépendons tous.
La météo spatiale est l’un des effets les plus tangibles de la dynamique extérieure du Soleil, et les scientifiques s’efforcent de créer des prévisions précises. Selon Linker, affiner ces modèles solaires contribue à jeter les bases des prévisions.
"Si vous voulez prédire la trajectoire d'une éjection de masse coronale, comme pour un ouragan, il est vraiment important d'avoir ce contexte plus précis", a-t-il déclaré.
SDO et d'autres observatoires solaires fournissent des informations détaillées sur la couronne, mais les scientifiques manquent encore de certaines informations vitales sur les forces qui conduisent son activité, qui sont nécessaires pour prédire l'apparition de la couronne avec précision. "Nous n'avons aucun moyen de mesurer avec précision le champ magnétique dans la couronne", a déclaré Emily Mason, chercheuse scientifique chez Predictive Science. "C'est l'une des choses qui rendent cette tâche si difficile."
Pour construire leur modèle, les chercheurs de Predictive Science utilisent des mesures du champ magnétique changeant du soleil à la surface solaire pour piloter leur modèle en temps quasi réel. L’une des clés de cette innovation a été la création d’un processus automatisé qui convertit les données brutes du SDO pour montrer comment le flux magnétique et l’énergie sont injectés dans la couronne au fil du temps. L'ajout de cette dynamique dans le modèle permet à la couronne d'évoluer au fil du temps, conduisant à des éruptions solaires.
"Nous avons développé un pipeline logiciel qui a pris en compte les cartes du champ magnétique, sélectionné toutes les zones qui devraient être alimentées, puis affiné la quantité d'énergie à ajouter à ces zones", a déclaré Mason. Construire ce pipeline automatique a été un énorme pas en avant pour l’équipe. Dans les prévisions précédentes, le modèle utilisait un instantané statique du champ magnétique de surface, ce qui n'est pas idéal pour suivre l'évolution constante du soleil, en particulier pendant notre période actuelle d'activité solaire accrue.
De même, dans les itérations de 2017 et 2021, Mason a expliqué qu'un coéquipier avait l'habitude de « dessiner littéralement à la main quelles zones du soleil devaient être dynamisées » en analysant l'activité ultraviolette extrême dans certaines régions. La mise à jour continue du champ magnétique est au cœur de tous les changements apportés au modèle de cette année, et l'équipe fonde de grands espoirs sur les résultats.
La récurrence des éclipses solaires totales offre la possibilité de tester la précision de leurs modèles par rapport aux conditions réelles et de les mettre à jour en conséquence. "Nous avons utilisé les prédictions d'éclipse à chaque fois pour faire quelque chose de nouveau avec le modèle", a déclaré Cooper Downs, chercheur scientifique chez Predictive Science qui a orchestré le pipeline de modélisation automatisée. "Je suis vraiment impatient de voir au cours des deux prochaines semaines comment cette prévision continuera de s'améliorer. Je pense que ce sera une différence vraiment drastique par rapport à ce que nous pouvions faire auparavant."
Mason partage son enthousiasme.
"L'éclipse est une opportunité fantastique de dire :'Regarde ça. Voici à quoi nous pensons que ça va ressembler ! Tu ne veux pas en savoir plus à ce sujet ?'", a-t-elle dit avec un sourire. "C'est une opportunité vraiment excitante pour nous de partager avec tout le monde les choses qui nous passionnent tout au long de l'année."
Fourni par la NASA
