Une Méga-Tempête Solaire Evitée de Peu il y a 2 ans

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Que faisiez-vous le 23 juillet 2012 ? Ce jour aurait pourtant pu devenir un jour historique, un jour terrible. En effet le Soleil ce jour-là a failli nous renvoyer à l’ère pré-industrielle pendant un moment à cause d’une gigantesque tempête solaire jamais vue depuis plus de 150 ans…


Daniel Baker, chercheur à l’université du Colorado a publié en décembre de l’année dernière dans Space Weather avec des collègues de plusieurs universités américaines les résultats qu’ils ont pu obtenir avec le satellite STEREO-A qui étudie le Soleil. Leur étude décrit comment une éjection de masse coronale ultra puissante a traversé l’orbite terrestre à un endroit où était passé notre planète à peine une semaine auparavant.
Il faut savoir que les tempêtes solaires qui se manifestent par des éjections de plasma constituent un risque très sérieux pour toutes les formes de haute technologie, en fait tout ce qui est fondé sur l’utilisation de l’électricité.

Une grosse tempête solaire commence par une sorte d’explosion magnétique le plus souvent au niveau d’une tache solaire. Des rayons X et du rayonnement UV atteignent la Terre à la vitesse de la lumière (en 8 minutes) et vont ioniser les couches supérieures de l’atmosphère, pouvant produire des blackouts radio et des erreurs sur les GPS par exemple. Quelques minutes à quelques heures plus tard, des particules énergétiques arrivent (électrons et protons). Ces dernières, accélérées par l’onde de choc initiale vont endommager les électroniques des satellites en orbite.

Puis viennent ensuite les fameuses éjections de masse coronale (CME en anglais) : des milliards de tonnes de plasma magnétisé qui prennent environ une journée pour traverser la distance Soleil-Terre.
Vue d’artiste de STEREO (NASA)
Les spécialistes estiment qu’un choc direct avec une éjection coronale extrême comme celle de juillet 2012 aurait causé des perturbations massives de tous les systèmes électriques sur l’ensemble des continents, détruisant potentiellement de nombreux systèmes électriques branchés à une prise secteur… Avant juillet 2012, lorsque les spécialistes du domaine parlaient de tempêtes solaires extrêmes, ils évoquaient toujours l’événement de Carrington de septembre 1859, du nom de l’astronome anglais Richard Carrington qui eut la chance de voir de ses yeux l’éruption correspondante. Dans les jours qui suivirent son observation, une série d’intenses éjections de masses coronale frappèrent la Terre et de nombreux phénomènes magnétiques furent relevés. Des aurores furent observées jusqu’à des latitudes très basses, jusqu’à Cuba !.. Des lignes de télégraphe entières (l’internet de l’époque) furent détruites avec l’apparition d’incendies dans certains centraux.

Une tempête solaire du même type aujourd’hui (ou en 2012) aurait un effet catastrophique. D’après une étude de la National Academy of Science aux Etats-Unis, l’impact économique global pourrait dépasser 2000 milliards de dollars. De nombreux systèmes électriques de distribution comme des gros transformateurs, endommagés simultanément, pourraient prendre plusieurs années à remettre en fonction.
D’après Daniel Baker, la tempête de juillet 2012 était au moins aussi puissante que celle de 1859, la seule différence est qu’elle a raté la Terre…

Quelques mois avant, en février 2012, le physicien Pete Riley publiait un article toujours dans Space Weather dans lequel il calcule la probabilité d’occurrence de tempêtes solaires extrêmes. Il y analyse les enregistrements des tempêtes solaires sur plus de 50 ans. En extrapolant la fréquence des tempêtes « ordinaires » par rapport à celle des tempêtes extrêmes, il obtient un résultat qui peut faire un peu peur : une tempête extrême de classe Carrington doit frapper la Terre dans les 10 ans à venir avec une probabilité de 12%. Comme c’était il y a deux ans, on dira dans les 8 ans à venir…

Dans son étude, Riley a regardé un paramètre important, appelé le DST (Disturbance Storm Time), qui est une valeur mesurée sur des magnétomètres  autour de l’équateur. Le DST mesure comment le champ magnétique terrestre est perturbé par des interactions de plasma solaire. Plus une tempête solaire est importante plus le DST a une valeur négative. Des tempêtes géomagnétiques classiques qui produisent de belles aurores boréales ont un indice de DST de l’ordre de -50 nanoTesla. La plus grosse tempête géomagnétique jamais enregistrée, en mars 1989, qui paralysa une grande partie du Québec avait un DST de -600 nT. Des estimations pour l’événement de Carrington de 1859 s’échelonnent entre -800 nT et -1750 nT. Baker et al. ont également évalué quel aurait été le DST de la tempête si cette masse coronale avait atteint la Terre le 23 juillet 2012 : -1200 nT, soit du même ordre voire plus important que l’événement de 1859.
Ejection de masse coronale imagée par STEREO en 2011
(le soleil est au centre du rond blanc) (NASA)
Il faut bien comprendre qu’on n’aurait jamais eu vent de la présence de cette tempête solaire géante de juillet 2012 si le satellite STEREO-A n’en avait pas détecté les effets depuis son orbite héliocentrique. Grâce à ce satellite, nous connaissons maintenant quelques détails peut-être cruciaux sur ces éjections de masse coronale, que ce soit leur structure magnétique, le type d’onde de choc et de particules énergétiques associées et surtout le nombre d’éjections moins intenses associées à l’éjection géante. Car la région active du Soleil responsable de ce phénomène n’a pas produit une seule grosse éjection de plasma mais plusieurs, probablement au moins deux principales séparées de 15 minutes, qui suivaient une autre éjection moins intense quatre jours plus tôt. Cette première quelques jours avant a eu en quelque sorte pour effet de « nettoyer » le chemin, permettant aux éjections postérieures de ne pas subir de « ralentissement » dans leur course.
Cette observation de la présence de multiples éjections associées à une éjection géante est à mettre en relation avec le fait que l’événement de Carrington de 1859 lui aussi semble avoir montré de multiples éruptions, ce qui pourrait fournir une clé pour comprendre ces phénomènes extrêmes.

Combien de telles tempêtes solaires potentiellement destructrices ont eu lieu en ratant de peu l’orbite de la Terre ? Nul ne le sait et pas grand monde n’a conscience de ce danger. Mais si les calculs de Pete Riley sont corrects, nous ne devrions pas nous désintéresser de ce phénomène. A défaut de pouvoir le prévoir, nous pourrions au moins nous y préparer.
Réferences:
Near Miss: The Solar Superstorm of July 2012
Tony Phillips
A major solar eruptive event in July 2012: Defining extreme space weather scenarios
D. Baker et al.
SPACE WEATHER, VOL. 11, 585–591 (2013)

Simulation of the 23 July 2012 extreme space weather event: What if this extremely rare CME was Earth directed?
C. Ngwira et al.
SPACE WEATHER, VOL. 11, 671–679 (2013)
On the probability of occurrence of extreme space weather events
Pete Riley
SPACE WEATHER, VOL. 10, (2012)

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La sélection scientifique de la semaine (numéro 131)

Avant toute chose, permettez-moi de vous annoncer que “Passeur de sciences” vient de passer la barre des 25 millions de pages lues depuis son lancement fin 2011. Merci à vous pour votre fidélité et merci à toute l’équipe du Monde.fr … Continuer la lecture

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Les Galaxies Naines Semblent Bien Tourner dans un Même Plan

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rotating dwarfs
Donc, notre galaxie et sa voisine la galaxie d’Andromède ne seraient pas des exceptions…. On pouvait quand-même s’y attendre, il n’y avait aucune raison pour que ces deux galaxies soient spécifiques quant à la rotation de leurs galaxies satellites.


Je vous avais relaté l’observation de l’existence d’une sorte de plan de rotation des galaxies naines autour de la galaxie d’Andromède en janvier 2013. Et il faut dire que cette nouvelle s’était répandue comme une traînée de poudre dans les grands médias, au-delà des journaux et blogs scientifiques, mais pas forcément pour des raisons scientifiques… 
Vue d’artiste du phénomène observé
(credit : Geraint Lewis)
Si vous vous en souvenez, cette étude avait fait la une de la revue Nature, ce qui est très bien pour leurs auteurs, mais ce qui a déclenché ce gros buzz à l’époque c’est que le nom du premier auteur de l’article était celui d’un gamin de 15 ans, le fils de l’astronome étant à l’origine de cette recherche avec toute une équipe d’astrophysiciens internationaux. Et ledit gamin ayant fait un petit stage de découverte de 3ème à l’observatoire où travaille son père avait été opportunément propulsé en premier auteur de l’article, les médias criant alors tous au “génie qui défie Einstein”… alors que…
Bon, et bien, aujourd’hui, on remet ça ! Il se trouve que cette toute nouvelle étude, qui prend la suite de cette dernière, a également été publiée dans le fameux Nature, et que son premier auteur est à nouveau ce gamin qui affirme travailler pour (défense de rire) le Lycée International de Strasbourg (très connu dans le monde de l’astrophysique comme chacun le sait…). Evidemment, son bon papa, astronome à l’observatoire de Strasbourg, est le deuxième auteur dans la liste (et ne s’y trompons pas probablement le véritable premier auteur).

La Une de Nature du 3 janvier 2013
Bon, venons à la science car c’est ce qui est intéressant ici. L’étude de janvier 2013 avait montré que les galaxies naines associées à la grosse galaxie M31 gravitaient autour d’elle dans le même plan, ce qui est totalement incompris, puisque d’après ce que l’on croit savoir sur les galaxies, les galaxies satellites doivent tourner autour de leur galaxie géante n’importe comment, sans direction privilégiée. Et il se trouve qu’on avait également quelques indices montrant que les galaxies naines situées autour de notre galaxie semblaient elles aussi alignées dans un même plan.

Les astronomes français et australiens ont donc voulu savoir si on pouvait observer le même phénomène sur d’autres galaxies plus lointaines. Ils se sont donc plongés dans une vaste base de données de galaxies, le Sloan Digital Sky Survey pour en extraire les données de décalage spectral des galaxies naines satellites de plusieurs centaines de grandes galaxies. 
Ils montrent qu’il existe effectivement un effet systématique : en regardant des galaxies naines diamétralement opposées autour d’une galaxie géante donnée, ils montrent qu’elles ont des vitesses anti-corrélées : l’une va dans une direction et l’autre dans la direction opposée. Et lorsqu’on observe la distribution spatiale d’autres galaxies naines plus éloignées du centre galactique, elles se retrouvent avec une forte probabilité dans un plan défini par l’axe joignant la paire de galaxies naines anti-corrélées. Les galaxies naines semblent donc tourner systématiquement autour des grosses galaxies dans un même plan. 

Cette confirmation va poser quelques soucis aux astrophysiciens qui vont devoir revoir pas mal de leurs modèles concernant les galaxies : un truc cloche mais quoi ? Matière noire ? Gravitation ? Modèle de formation des galaxies ? Nature des galaxies naines ? Un peu tout ça en même temps ? C’est avec de nouvelles observations incomprises que l’astrophysique avance. En ce sens, cet article est une très bonne nouvelle, même si le prénom qui sera cité en parlant de cette étude n’est sans doute pas vraiment l’auteur principal de ce travail…


Référence : 

Velocity anti-correlation of diametrically opposed galaxy satellites in the low-redshift Universe
Neil  Ibata, Rodrigo  Ibata, Benoit Famaey & Geraint Lewis
Nature (2014), Published online 20 July 2014


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Découverte des deux étoiles les plus lointaines de la galaxie

Dans Star Wars, les rebelles et les forces de l’Empire maîtrisent, grâce à “l’hyperespace”, les voyages plus rapides que la vitesse de la lumière et passent une bonne partie de leur temps à jouer à cache-cache d’un bout à l’autre de ce … Continuer la lecture

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La sélection scientifique de la semaine (numéro 130)

- La sécheresse exceptionnelle qui sévit en Californie coûtera plus de 2 milliards de dollars (en anglais). L’Etat a pris des dispositions drastiques pour réduire la consommation d’eau (en anglais). Lire aussi le reportage de Claudine Mulard, du Monde, dans la … Continuer la lecture

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67P/Churyumov-Gerasimenko : la Surprise de Rosetta

Ça c’est le noyau de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko vue par la sonde Rosetta. Chaque angle est ici espacé de 20 minutes sur cette image prise par la caméra OSIRIS de Rosetta qui était alors à environ 14000 km de la comète.

Il va falloir que la sonde dépose son atterrisseur Philae en Novembre prochain sur ce, sur cette… sur cette chose… Ne reste donc plus qu’à faire tourner les ordis, parce qu’une telle forme n’était pas tout à fait prévue par les spécialistes de l’agence spatiale européenne…

Petit Bonus de l’ESA en attendant :
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La sélection scientifique de la semaine (numéro 129)

- La nouvelle expédition océanographique de Tara a commencé. Cette fois, la goélette fait un tour de Méditerranée et elle s’intéresse aux particules de plastique présentes dans l’écosystème marin. Son carnet de bord est de nouveau sur un blog hébergé par LeMonde.fr. … Continuer la lecture

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Un mystère astronomique de 470 millions d’années

La roche tient le registre des temps révolus. On connaît les fossiles d’animaux ou ceux de plantes, qui nous font remonter les ères géologiques vers des espèces aujourd’hui disparues. On connaît moins les météorites fossiles, ces cailloux tombés du ciel … Continuer la lecture

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Sélection de livres de sciences (numéro 6)

Tout comme vous pouvez trouver, chaque fin de semaine, dans Passeur de sciences, une sélection de liens, il y a régulièrement (mais plutôt tous les six mois) une sélection des livres que j’ai reçus. Voici la sixième, juste avant les départs … Continuer la lecture

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La sélection scientifique de la semaine (numéro 127)

- Un tétraplégique retrouve le contrôle de son bras grâce à une puce implantée dans son cerveau. (en anglais) – Des dizaines de scientifiques américains auraient été accidentellement exposés au bacille du charbon. – Une nouvelle arme pour lutter contre … Continuer la lecture

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