Avec l'aide de quelques vagues de monstres Cette vue du soleil de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA met en évidence la couronne solaire magnétique et une puissante éruption solaire sur le limbe. NASA/SDO

Le soleil est un environnement cosmique extrême où les gaz surchauffés grillent et les éruptions solaires explosent avec l'énergie de millions d'ogives nucléaires. Récemment, les astronomes ont découvert les ondes de Rossby ondulant dans cet environnement infernal. Ces ondes planétaires ont été identifiées pour la première fois dans l'atmosphère tempérée de la Terre en 1939, et ils sont immenses - pensez à l'échelle mondiale plutôt qu'à l'échelle de la plage.

Quoi de plus, la découverte des ondes de Rossby dans la couronne solaire pourrait éventuellement nous aider à prévoir quand la prochaine grande tempête solaire s'abattra sur nous. Les astronomes ont publié leurs découvertes dans Nature Astronomy le 27 mars, 2017.

Avant d'entrer dans les vagues de Rossby, voici une petite histoire : La Terre et le soleil ont une relation complexe et souvent violente. Notre étoile la plus proche pompe en permanence d'énormes quantités d'eau chaude, gaz ionisé (appelé plasma) dans l'espace comme le vent solaire, et toutes les planètes du système solaire ressentent les impacts de ce flux constant. Un bel effet est l'interaction entre les particules du vent solaire et la haute atmosphère de la Terre - les ions pleuvent aux hautes latitudes, créant des aurores souvent spectaculaires, communément appelées aurores boréales et australes.

Mais des événements explosifs, comme les éruptions solaires et les éjections de masse coronale - essentiellement d'énormes bulles de magnétisé, plasma surchauffé — peut avoir des impacts dramatiques et souvent imprévisibles sur la magnétosphère de notre planète (le champ magnétique mondial) lorsqu'elle est touchée. Ces effets sont collectivement connus sous le nom de « météo spatiale ». A l'extrémité de l'échelle, les tempêtes solaires peuvent faire des ravages - tuer des satellites, assommer les communications mondiales et même surcharger les réseaux électriques.

Il n'est donc pas étonnant que les astronomes solaires aient étudié notre soleil plus en détail que jamais pour prédire ce que notre soleil pourrait nous lancer ensuite et nous aider à nous préparer aux intempéries spatiales – tout comme un météorologue nous avertirait de l'arrivée d'un ouragan.

Une vue solaire sans précédent

La détection de ces ondes sur le soleil n'a pas été une surprise pour le physicien solaire Scott McIntosh, qui travaille au National Center for Atmospheric Research (NCAR) à Boulder, Colorado, et est l'auteur principal de l'étude.

"C'est une grosse boule en rotation après tout, " il explique, se référant au fait que les ondes de Rossby se forment naturellement à partir de la force de Coriolis qui agit sur de grandes sphères de fluide en rotation, comme l'atmosphère terrestre et les océans. Ils affectent puissamment nos systèmes climatiques et météorologiques, et sont associés aux courants-jets et aux régions de pression à haute altitude. Des ondes de Rossby ont même été repérées sur Mars et Vénus. Au soleil, cependant, ces ondes ne sont pas entraînées par les systèmes de pression atmosphérique mais plutôt par l'activité magnétique – activité qui est un moteur de la météo spatiale.

Notre vue du soleil est depuis longtemps une vue résolument tournée vers la Terre, mais avec l'ajout de STÉRÉO, nous avons pour la première fois, une vue sur tout le soleil. Ceci est essentiel si nous voulons vraiment comprendre le fonctionnement des champs magnétiques du soleil, les moteurs de la météo spatiale.C. Alex Jeune, Physicien solaire, Centre de vol spatial Goddard de la NASA

Jusqu'à maintenant, suivre des ondes de cette ampleur sur le soleil a été très difficile, L'équipe de McIntosh s'est donc tournée vers les données d'observation du vaisseau spatial jumeau de l'Observatoire des relations solaires et terrestres de la NASA (STEREO) et de l'Observatoire de la dynamique solaire (SDO) de la NASA. Ces données ont donné à l'équipe de McIntosh une vue à 360 degrés autour du soleil pour suivre les mouvements des "points lumineux" coronaux de tous les côtés simultanément. Ces points lumineux, l'équipe de McIntosh s'est concentré sur le poivre de l'ensemble de la couronne solaire et sont liés à de petites régions magnétiques dans la basse atmosphère du soleil.

Lorsque McIntosh et son équipe ont analysé les données de 2010 à 2013 de STEREO et SDO, effectuer des mesures simultanées de tous les côtés du soleil, de vastes pulsations ondulatoires ont été suivies dans la basse atmosphère du soleil pendant de nombreux mois. Des groupes de points lumineux se déplaçaient vers l'ouest plus rapidement que le matériau sous-jacent; comportement typique des ondes de Rossby.

Déclencheurs de météo spatiale

D'ACCORD, Alors maintenant que nous sommes sûrs que des vagues semblables à celles de Rossby ondulent autour du soleil, comment pouvons-nous les utiliser?

« Nous savons que les grandes fusées éclairantes et les CME se regroupent en longitude, latitude et temps - leur regroupement est étroitement lié aux surtensions d'émergence de flux [magnétique] - ces surtensions sont probablement liées au fait que la majeure partie du magnétisme émerge là où il y a déjà un fort magnétisme, " ajoute-t-il. " Alors, si vous savez où est le terrain, et où il est le plus susceptible d'éclater, vous pouvez obtenir une bonne base pour ... où les éruptions sont les plus susceptibles de se produire."

Le soleil subit un cycle d'environ 22 ans, augmentation et diminution de l'activité magnétique, du "minimum solaire" (lorsque le nombre de taches solaires et l'activité de torchage est faible) au "maximum solaire" (lorsque le nombre de taches solaires atteint son maximum et l'activité de torchage est élevée), puis de nouveau au minimum solaire. Les points lumineux se propagent à travers la couronne au cours de ce cycle et sont, de façon intéressante, plus abondant pendant le minimum solaire. Comme ces caractéristiques sont intimement liées à la dynamo magnétique interne du soleil et à son cycle naturel, cette étude relie l'activité magnétique interne à l'activité en surface, potentiellement la clé pour affiner les prévisions météorologiques spatiales.

"Notre vue du soleil est depuis longtemps une vue résolument tournée vers la Terre, mais avec l'ajout de STÉRÉO, nous avons pour la première fois, une vue sur tout le soleil, " le physicien solaire C. Alex Young, au Goddard Space Flight Center de la NASA, dit HowStuffWorks.

"C'est essentiel si nous voulons vraiment comprendre le fonctionnement des champs magnétiques du soleil, les moteurs de la météo spatiale."

McIntosh est d'accord, soulignant que continue, Les vues à 360 degrés du soleil sont essentielles :« Nous DEVONS le faire, faites les mesures du champ magnétique TOUT le temps pour devancer le « problème » de la météo spatiale. »

Malheureusement, La NASA a perdu le contact avec l'un des engins spatiaux STEREO en 2014. Bien que des communications limitées avec la sonde aient été récemment rétablies, sa durée de vie utile est probablement terminée. Indépendamment, la confirmation de ces vagues monstrueuses serpentant à travers la couronne souligne la nécessité d'une surveillance continue du soleil si nous voulons vraiment devenir des météorologues solaires précis.

Maintenant c'est beaucoup d'argent

Si le pire devait arriver, et une éjection de masse coronale historique nous surprend, certaines estimations suggèrent que les dommages qui en résulteraient pourraient coûter 42 milliards de dollars à l'économie américaine par jour .