Tempête solaire, chaos terrestre

Les colères du Soleil peuvent créer des bouffées magnétiques capables de perturber les activités humaines. Un constat qui a suscité une discipline en plein essor, la météorologie de l'espace.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°214 daté juillet/ septembre 2023.

Les colères du Soleil pourraient-elles un jour détraquer les communications sur Terre, et par là même menacer toutes les activités humaines ? Comme tout objet du Système solaire, notre planète baigne en effet dans l’héliosphère, autrement dit l’atmosphère du Soleil. Notre étoile émet, en continu, un flux de particules chargées, essentiellement des protons et des électrons, à des vitesses de quelques centaines de kilomètres par seconde. Ce "vent solaire" parvient au voisinage de la planète en seulement deux à trois jours.

En s'approchant de la Terre, les particules commencent à interagir avec le champ magnétique terrestre, créant une région baptisée magnétosphère qui se comporte un peu comme la pile d'un pont : l'essentiel des particules sont déviées, formant à l'arrière une traînée qui peut s'étendre à des millions de kilomètres. "Mais la magnétosphère n'est pas complètement étanche, si bien que des particules pénètrent dans l'atmosphère, notamment côté nuit, et accélèrent avant d'interagir à haute altitude, dans les régions polaires, avec des atomes d'hydrogène, d'oxygène, d'hélium ou d'azote, explique Lina Hadid, du laboratoire de physique des plasmas de l'École polytechnique. Ces interactions excitent les atomes, qui retrouvent leur état fondamental en émettant de la lumière."

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Par temps solaire calme, ces émissions sont le plus souvent invisibles à nos yeux. Mais des éruptions solaires peuvent souffler des bouffées de vents plus énergétiques et rapides : la magnétosphère est alors le siège d'une tempête géomagnétique, et les nuits polaires offrent une vision féerique. Ce sont les aurores boréales (au nord) ou australes (au sud) : si l’oxygène rencontre les vents vers 100 kilomètres d’altitude, il émet du vert ; vers 200 kilomètres, il diffuse du rouge. De son côté, l’azote pare le ciel de rose et parfois de ro[...]

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