Figure 1 :L'activité du Soleil contrôle notre environnement spatial. Les taches magnétiques sombres sur le Soleil, connues sous le nom de taches solaires, libèrent parfois de vastes orages magnétiques qui peuvent paralyser le satellite et faire des ravages avec nos technologies spatiales. Bhowmik et Nandy ont utilisé des simulations informatiques des champs magnétiques du Soleil (à gauche de l'image ci-dessus) pour prédire les futurs niveaux d'activité des taches solaires attendus au cours de la prochaine décennie. La prédiction serait utile pour planifier les lancements de satellites, estimer la durée de vie des missions des satellites, la probabilité de dommages causés par les tempêtes solaires et l'influence du soleil sur le climat mondial au cours de la prochaine décennie. Crédit :CESSI
L'activité du soleil influence les conditions environnementales dans l'espace, affectant négativement les satellites et les technologies spatiales telles que les réseaux de télécommunications et de navigation. Le soleil est également la principale source naturelle d'énergie pour le climat de la Terre. Le niveau d'activité du soleil change, mais prédire ces changements a été difficile. Maintenant, une équipe de deux scientifiques du Centre d'excellence en sciences spatiales de l'Inde à l'IISER Kolkata a publié une prédiction pour le prochain cycle des taches solaires qui révèle les conditions attendues dans l'espace au cours de la prochaine décennie. Leurs travaux de recherche paraissent aujourd'hui dans la revue Communication Nature .
Tout comme la météo sur Terre, il y a du temps dans l'espace. Le soleil rayonne de lumière de différentes couleurs, y compris certains que nous ne pouvons pas percevoir comme les rayons UV et les rayons X. Un flux constant de particules chargées constituées d'électrons et de protons s'écoule également du soleil en imprégnant le système solaire. Parfois, le soleil libère de vastes orages magnétiques qui se dirigent vers la Terre à des vitesses étonnantes. Ces tempêtes spatiales peuvent paralyser les satellites, faire trébucher les réseaux électriques et entraîner des pannes de télécommunications à grande échelle. On sait depuis un certain temps que le cycle des taches solaires contrôle tous ces aspects de l'activité solaire et détermine son influence sur notre environnement spatial et climatique. Les astrophysiciens tentent depuis des décennies de concevoir des méthodes intelligentes pour prédire l'apparition future des taches solaires.
Les taches solaires sont environ dix fois plus grandes que la Terre et ont des champs magnétiques dix mille fois plus puissants. Ces taches ont été observées à l'aide de télescopes depuis l'époque de Galilée et ces observations montrent qu'il existe un cycle de taches solaires, certains cycles étant plus forts ou plus faibles que la moyenne. Le cycle actuel des taches solaires, appelé cycle solaire 24, vient de se terminer et il s'agit de l'un des cycles les plus faibles depuis un siècle. En réalité, au cours des dernières décennies, les cycles successifs de taches solaires ont considérablement diminué en force et certaines études antérieures basées sur des approches statistiques simplistes ont affirmé qu'un affaiblissement significatif de l'activité du soleil est imminent, entraînant une perte de cycles de taches solaires. Le dernier épisode de ce genre, connu sous le nom de minimum de Maunder s'est produit entre 1645-1715 et a coïncidé avec le petit âge glaciaire, une période de longs hivers et de refroidissement global. Cette association a conduit à de nombreuses spéculations selon lesquelles un cycle de taches solaires significativement faible 25 ou une disparition imminente des taches solaires pendant de nombreuses décennies atténuerait le réchauffement climatique et ferait baisser la température de la Terre.
Figure 2 :Reproduction réussie d'un siècle d'observations d'activité des taches solaires conduisant à la prédiction par l'équipe IISER du cycle 25 des taches solaires. La courbe rouge représente l'activité solaire simulée (à partir du début du cycle solaire 17) et prédite (cycle 25). L'ensemble des courbes bleues indique les cycles magnétiques les plus forts et les plus faibles possibles (c'est-à-dire, la portée de la prévision d'ensemble). Cette prédiction de Bhowmik et Nandy rapportée dans Nature Communications aujourd'hui indique que le cycle 25 des taches solaires ne serait pas significativement plus faible, spéculations fringantes d'un refroidissement global du climat de la Terre induit par le Soleil. Crédit :CESSI
Des flux complexes d'ions et d'électrons à l'intérieur du soleil produisent ces taches solaires magnétiques. Leur création est cachée à notre vue et la seule façon de comprendre comment ils se forment est à travers des modèles informatiques reposant sur la résolution d'un ensemble d'équations mathématiques compliquées. Combinant deux modèles informatiques différents du soleil basés sur de telles équations, l'un pour étudier les conditions à l'intérieur où les taches solaires sont créées et l'autre pour sa surface où les taches solaires sont détruites, Dibyendu Nandi, Professeur à l'IISER Kolkata et associé à l'IUCAA et son doctorat. L'étudiante Prantika Bhowmik a mis au point une nouvelle technique pour prédire le prochain cycle des taches solaires. Leur technique a très bien réussi à faire correspondre les observations de l'activité des taches solaires au cours des cent dernières années - une première pour une équipe dans le monde. Leur méthode permet également de faire des prédictions près d'une décennie avant que l'activité du prochain cycle des taches solaires n'atteigne son maximum – encore une fois une première.
Surtout, les scientifiques indiens prédisent que le prochain cycle des taches solaires ne serait pas anodin. Leur prévision d'ensemble suggère étonnamment qu'elle pourrait même être plus forte que le cycle qui vient de se terminer. Ils s'attendent à ce que le prochain cycle commence à augmenter dans environ un an après la fin du minimum actuel du cycle des taches solaires et culmine en 2024. Bhowmik et Nandi prédisent que les conditions environnementales spatiales au cours de la prochaine décennie seraient similaires ou légèrement plus difficiles par rapport à la dernière décennie. Ils ne trouvent aucune preuve d'une disparition imminente des cycles de taches solaires et concluent donc que les spéculations sur un refroidissement imminent du climat mondial induit par le soleil sont très improbables.
Figure 3 :Prédiction de Bhowmik et Nandy pour le cycle de taches solaires 25 par rapport au cycle de taches solaires actuel (24) indiquant qu'il serait similaire ou légèrement plus fort que les niveaux d'activité qui viennent de se terminer. Crédit :CESSI
