Une équipe de chercheurs du Centre d’Excellence en Sciences Spatiales de l’Inde à l’IISER Kolkata a mis en lumière une nouvelle relation entre le champ magnétique du Soleil et son cycle de taches solaires. Cette découverte pourrait permettre de prédire le pic d’activité solaire.
Leur travail suggère que l’intensité maximale du cycle solaire 25, le cycle actuel des taches solaires, est imminente et devrait se produire dans l’année à venir.
Comprendre le Soleil et ses taches solaires
Notre étoile, le Soleil, est composée d’un gaz ionisé chaud appelé plasma. D’énormes flux de plasma et la convection s’associent pour former des champs magnétiques à l’intérieur du Soleil qui se manifestent à la surface sous forme de taches sombres. Ces taches solaires sont comparables à la taille de la Terre et sont des sièges d’un magnétisme intense, environ 10 000 fois plus fort que le champ magnétique terrestre.
Parfois, les champs magnétiques des taches solaires sont perturbés lors d’événements violents qui entraînent la naissance de tempêtes magnétiques solaires telles que des éruptions ou des éjections de masse coronale. Ces tempêtes libèrent une radiation à haute énergie et projettent d’énormes quantités de plasma magnétisé dans l’espace. Les tempêtes les plus intenses peuvent causer de graves dommages aux satellites en orbite, aux réseaux électriques et aux télécommunications lorsqu’elles sont dirigées vers la Terre.
Le cycle solaire et son impact
Des siècles d’observations, débutant au début des années 1600, montrent que le nombre de taches solaires observées sur le Soleil varie périodiquement. Environ tous les 11 ans, le nombre de taches et l’intensité de l’activité solaire atteignent un pic où les perturbations les plus violentes dans les environnements spatiaux planétaires – ou météo spatiale – sont attendues. Cependant, prédire quand ce pic va se produire est resté un défi.
Le cycle solaire est produit par un mécanisme de dynamo alimenté par l’énergie des flux de plasma à l’intérieur du Soleil. Ce mécanisme de dynamo est compris pour impliquer deux composants principaux du champ magnétique du Soleil, l’un qui se manifeste dans le cycle des taches solaires et un autre qui se manifeste dans un recyclage du champ dipolaire à grande échelle du Soleil; ce dernier est très similaire au champ magnétique de la Terre – s’étendant d’un pôle du Soleil à un autre.
Avec le cycle des taches solaires, le champ dipolaire du Soleil est également observé pour augmenter et diminuer en force, les pôles magnétiques nord et sud échangent de place, également tous les 11 ans.
Une nouvelle relation découverte
En 1935, l’astronome suisse Max Waldmeier a découvert que plus le taux d’augmentation d’un cycle de taches solaires est rapide, plus sa force est grande, donc les cycles plus forts prennent moins de temps pour atteindre leur intensité maximale. Cette relation a souvent été utilisée pour prévoir la force d’un cycle de taches solaires en se basant sur les observations de sa phase de montée précoce.
Dans un manuscrit de recherche apparaissant dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha et Dibyendu Nandy de l’IISER Kolkata rapportent la découverte d’une nouvelle relation, à savoir, le taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil est également lié au taux d’augmentation du cycle de taches solaires en cours.
Cette découverte, utilisant des archives de données vieilles de plusieurs décennies provenant de plusieurs observatoires solaires au sol à travers le monde, complète l’effet Waldmeier, reliant les deux composants principaux du champ magnétique du Soleil et soutenant la théorie selon laquelle l’évolution des taches solaires est intégrale au fonctionnement du processus de dynamo solaire plutôt que d’être un simple symptôme de celui-ci.
Prédire le pic du cycle solaire
Les scientifiques démontrent comment les observations du taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil peuvent être utilement combinées avec les observations de taches solaires pour prédire quand le cycle en cours atteindra son pic. Leur analyse suggère que le maximum du cycle solaire 25 est le plus susceptible de se produire début 2024 avec une incertitude dans l’estimation qui s’étend jusqu’à septembre 2024.
Avec cette découverte, une nouvelle fenêtre s’ouvre pour prévoir le moment du pic des cycles solaires – lorsque l’activité la plus intense et les perturbations météorologiques spatiales les plus fréquentes sont attendues.
En synthèse
La découverte d’une nouvelle relation entre le champ magnétique du Soleil et son cycle de taches solaires par les chercheurs de l’IISER Kolkata ouvre de nouvelles perspectives pour la prévision des pics d’activité solaire. Cette avancée pourrait permettre une meilleure préparation et une meilleure gestion des perturbations causées par les tempêtes solaires, notamment sur nos technologies en orbite et nos réseaux électriques. Le pic du cycle solaire actuel, le cycle 25, est attendu pour début 2024.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’une tache solaire ?
Une tache solaire est une zone de l’étoile du Soleil qui est plus froide et moins lumineuse que les régions environnantes. Elles sont le siège d’un magnétisme intense, environ 10 000 fois plus fort que le champ magnétique terrestre.
Qu’est-ce que le cycle solaire ?
Le cycle solaire est un cycle d’activité solaire d’environ 11 ans pendant lequel le nombre et la taille des taches solaires augmentent et diminuent.
Qu’est-ce que l’effet Waldmeier ?
L’effet Waldmeier est une relation découverte par l’astronome suisse Max Waldmeier en 1935, qui stipule que plus le taux d’augmentation d’un cycle de taches solaires est rapide, plus sa force est grande.
Quelle est la nouvelle relation découverte par les chercheurs de l’IISER Kolkata ?
Les chercheurs ont découvert que le taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil est également lié au taux d’augmentation du cycle de taches solaires en cours.
Quand le pic du cycle solaire 25 est-il attendu ?
Le pic du cycle solaire 25 est le plus susceptible de se produire début 2024 avec une incertitude dans l’estimation qui s’étend jusqu’à septembre 2024.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| Le Soleil est composé d’un gaz ionisé chaud appelé plasma. |
| Les taches solaires sont des zones de magnétisme intense sur le Soleil. |
| Le cycle solaire, d’une durée d’environ 11 ans, est produit par un mécanisme de dynamo alimenté par l’énergie des flux de plasma à l’intérieur du Soleil. |
| L’effet Waldmeier, découvert en 1935, stipule que plus le taux d’augmentation d’un cycle de taches solaires est rapide, plus sa force est grande. |
| Une nouvelle relation a été découverte : le taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil est également lié au taux d’augmentation du cycle de taches solaires en cours. |
| Cette nouvelle relation complète l’effet Waldmeier et soutient la théorie selon laquelle l’évolution des taches solaires est intégrale au fonctionnement du processus de dynamo solaire. |
| Le pic du cycle solaire 25 est le plus susceptible de se produire début 2024. |
| Cette découverte ouvre une nouvelle fenêtre pour prévoir le moment du pic des cycles solaires. |
Références
Légende illustration principale : Image de la mission Solar Dynamics Observatory du disque solaire avec de multiples taches solaires, qui apparaissent sombres par rapport à leur environnement. Crédit : HMI/SDO/NASA
“Discovery of a relation between the decay rate of the Sun’s magnetic dipole and the growth rate of the following sunspot cycle: a new precursor for solar cycle prediction”, 2023, Jaswal, P., Saha, C., and Nandy, D., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 528, Issue 1, February 2024, Pages L27–L32.
