ESPACE

Soleil : Prédire les éruptions solaires

INSU/CNRS

Discipline émergente, la météorologie de l’espace porte l’ambition de prédire efficacement les éruptions solaires pour mieux se prémunir de leurs perturbations. Une équipe internationale dirigée par un chercheur français du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique, LESIA (Observatoire de Paris / CNRS / Université Paris Diderot / UPMC), travaillant sur des modélisations numériques 3D1, a mis en évidence un facteur capable de détecter à l’avance un événement éruptif. Ce facteur est associé à l’hélicité magnétique, qui représente le degré de torsion et d’entortillement du champ magnétique. Cette étude est publiée dans le journal Astronomy and Astrophysics du 17 mai 2017.

La météorologie de l’espace vise entre autre à prévoir ces éruptions solaires, comme les services météorologiques prévoient un orage sur Terre. A la recherche d’un paramètre « prédicteur », les astrophysiciens ont basé leurs travaux sur des simulations numériques 3D, qui reproduisent par ordinateur l’apparition du champ magnétique dans l’atmosphère du Soleil ainsi que la formation des taches solaires, sièges des éruptions2. Les chercheurs ont testé différentes simulations paramétriques et analysé l’évolution de l’énergie et de l’hélicité magnétique, une grandeur qui mesure le niveau d’entortillement et de torsion du champ magnétique.

Pour cette étude, les chercheurs ont simulé deux scénarios par ordinateur, l’un avec éruption et l’autre sans éruption. Leurs premiers calculs ont confirmé que ni les énergies magnétiques ni l’hélicité du champ magnétique global ne remplissaient  les critères d’un facteur prédictif. C’est par une démarche mathématique complexe basée sur la séparation du champ magnétique en plusieurs composantes que les chercheurs ont mis au point le calcul d’un indice susceptible de pouvoir prévoir les éruptions. Cet indice (qui compare deux hélicités de la zone potentiellement éruptive) reste faible dans les scénarios sans éruption, tandis que dans tous les autres cas, il s’élève sensiblement avant l’éruption (figures).

Cette étude pilotée dans le cadre du programme HéliSolouvre ainsi la voie vers des prédictions plus performantes des éruptions solaires. Ces résultats théoriques doivent maintenant être confirmés par l’analyse d’observations des régions actives solaires. C’est ce qui est entrepris actuellement dans le projet européen Flarecast qui vise à créer un système automatique de prédiction des éruptions.


Vue artistique d’une éruption solaire et du champ magnétique torsadé qui emporte la matière solaire éjectée. © G.Valori, M. Berger & NASA SDO


Évolution temporelle de la valeur d’une quantité basée sur l’hélicité magnétique, pour les différentes simulations numériques testées. Cette quantité prédictrice possède des valeurs élevées avant l’éruption pour les simulations éruptives (lignes rouge, orange et jaune) et faible pour les cas non-éruptifs (lignes noire, violette, bleue et cyan). © E. Pariat, figure adaptée de Pariat & al, A&A 2017


Évolution du champ magnétique dans deux simulations de formation de région actives solaires. Première ligne : scénario sans éruption où la configuration reste stable. Deuxième ligne : scénario éruptif. © E.Pariat, figure adaptée de Pariat & al, A&A 2017

Note(s):

1- Simulations 3D développées au sein du US Naval Research Laboratory par James Leake (NASA Goddard Space Flight Center, USA) et Mark Linton (Naval Research Laboratory).

2- Une tache solaire est une région de la surface du Soleil marquée par une température inférieure à son environnement et à une intense activité magnétique.

3- Le programme HéliSol est financé par l’Agence nationale de la recherche.

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s