Le royaume magnétique du Soleil

Le 25 février dernier, une énorme tache solaire de 200 000 km de diamètre, présente depuis janvier sur l’hémisphère sud de notre étoile, a relâché une puissante éruption dite de classe  X5. La puissance d’une éruption en rayons X est classée selon une échelle linéaire : une éruption solaire de classe X2 est deux fois plus puissante qu’une éruption de classe X1, etc. La plus puissante éruption jamais enregistrée, datée du 4 novembre 2003, a été estimée à X28.

L’éruption du 25 février 2014 s’est toutefois  produite lors d’un cycle solaire particulièrement peu actif. Comme rappelé dans un billet précédent, un cycle solaire dure en moyenne  11,2 ans et atteint un pic d’activité magnétique durant ce qu’on appelle un maximum solaire. Le degré d’activité se mesure par le nombre de taches qui sont observées sur le disque solaire. Les taches elles-mêmes sont causées par les lignes de champ magnétique émergeant dans la photosphère – la « surface » du Soleil.  Plus l’activité magnétique est grande, plus le nombre de taches solaires est élevé.

Le regain récent d’activité solaire a conduit certain « hélio-météorologues » a prédire que le Soleil pourrait présenter en 2014 un second pic d’activité, après celui de 2013. Même si cela se produit, le cycle actuel, numéroté 24 depuis qu’on les comptabilise, est le plus faible enregistré depuis le cycle 14 remontant à 1906. Les raisons sous-jacentes à la variabilité de l’activité solaire ne sont pas encore bien comprises.

Vent solaire et aurores polaires

En plus des éruptions, notre étoile émet un flot continu de gaz ténu et de particules chargées électriquement : le vent solaire, qui souffle au-delà même de Pluton. Chaque seconde, le Soleil envoie ainsi plus d’un million de tonnes de matière dans le vent solaire. Habituellement, ce vent se propage à 400 kilomètres par seconde, mais les plus puissantes éruptions solaires peuvent le transformer en une véritable tempête, qui s’abat sur la Terre au bout de quelques heures, créant des dysfonctionnements dans le matériel embarqué à bord des satellites, usant les panneaux  solaires et mettant en danger la santé des astronautes. Heureusement,  notre planète s’abrite derrière son propre champ magnétique, une grande bulle appelée magnétosphère, capable de dévier le vent solaire comme le ferait la proue d’un navire. Grâce à ce bouclier protecteur, le vent solaire n’approche la Terre qu’au niveau des pôles.

Schéma montrant comment le vent solaire est dévié par la magnétosphère terrestre
Schéma montrant comment le vent solaire est dévié par la magnétosphère terrestre

C’est précisément ce qui crée les aurores polaires. Les particules du vent solaire tombent en spirale le long du champ magnétique terrestre. A des altitudes comprises entre 100 et 400 km, elles entrent en collision avec les molécules de la haute atmosphère – oxygène et azote – et les rendent fluorescentes. Comme leur intensité varie, la couleur des aurores varie aussi en une véritable féérie, un kaléidoscope de couleurs dansant dans l’atmosphère supérieure de la Terre, visible essentiellement à haute latitude  – le Grand Nord canadien, l’Alaska et dans la partie nord de la Scandinavie sont des lieux d’observation privilégiés ; plus particulièrement à Fairbanks et Nome, deux villes de l’Alaska, où plus de 200 jours avec aurores peuvent être observés par année ! Dans l’hémisphère nord, les aurores sont dites boréales, et dans le sud, ce sont des aurores australes.

Une splendire aurore polaire
Une splendire aurore polaire

Depuis les 30 dernières années, les instruments de mesure par satellites ont permis de comprendre la relation de cause à effet entre les taches solaires et les aurores. Plus les taches sont nombreuses, plus le Soleil est actif, plus son vent est puissant, et plus les aurores sont nombreuses. Leur fréquence atteint donc un maximum environ tous les 11 ans, ce qui correspond au maximum d’activité des taches solaires.

L’activité solaire influence-t-elle les climats sur Terre ? 

Comme je l’expliquais dans la vidéo ci-dessus datant de 1996 et issue de mes archives youtube, la sonde spatiale européenne Ulysse a survolé pour la première fois les pôles du Soleil en 1994 et a pu récolter de précieuses informations sur l’héliosphère, cette grande bulle magnétique créée par le Soleil, qui entoure et protège le système solaire interne. Celle-ci a des points faibles par lesquels peuvent pénétrer de dangereux rayons cosmiques – des particules extrêmement énergétiques qui parcourent l’espace à des vitesses proches de celle de la lumière. Le bouclier n’a pas la même efficacité tout au long du cycle solaire de 11,2 ans. Lorsque le Soleil est particulièrement actif, le bouclier s’affaiblit, davantage de rayons cosmiques le pénètrent et modifient la composition de  l’atmosphère terrestre.

On sait que le rythme de croissance des végétaux dépend du cycle solaire. On en retrouve l’empreinte dans les cernes de croissance des arbres, dont l’épaisseur varie en fonction de la proportion de carbone 14 dans l’atmosphère terrestre, elle-même tributaire de l’intensité du cycle solaire.

Les cernes des arbres sont les cercles concentriques que l'on observe dans un tronc copé. Ils sont dus à la croissance annuelle de l'aubier, et permettent de déterminer l'âge de l'arbre. Par ailleurs, les caractéristiques des cernes donnent des indications sur les conditions climatiques au moment de leur formation.
Les cernes des arbres sont les cercles concentriques que l’on observe dans un tronc copé. Ils sont dus à la croissance annuelle de l’aubier, et permettent de déterminer l’âge de l’arbre. Par ailleurs, les caractéristiques des cernes donnent des indications sur les conditions climatiques au moment de leur formation.

Sous le règne de Louis XIV, l’activité du Soleil a connu un grand minimum (« minimum de Maunder », entre 1645 et 1715), comme en témoigne l’absence de taches et d’aurores polaires observées durant cette période. Or, l’Europe a connu une longue suite de rudes hivers: les années 1693 et 1694 ont ainsi vu mourir de froid et de famine près de deux millions de sujets du Roi Soleil, et les vallées alpines étaient envahies par les glaciers. Les climatologues ont inséré cet épisode dans une période plus longue (de 1350 à 1850) appelée « petit âge glaciaire », caractérisée par un refroidissement général du climat de 0,5 °C, et durant laquelle trois minimas d’activité solaire se sont produits.

Le petit âge glaciaire s'est trouvé représenté en peinture, comme en témoigne ce splendide tableau de Pieter Brueghel l'Ancien daté de  1565.
Le petit âge glaciaire s’est trouvé représenté en peinture, comme en témoigne ce splendide tableau de Pieter Brueghel l’Ancien daté de 1565.

Les dérèglements climatiques que notre planète connaît actuellement soulèvent de nombreuses interrogations.  L’effet de l’activité solaire n’est cependant pas démontré, contrairement à ce qu’on pu affirmer certains scientifiques qui, pour une raison ou une autre, refusent d’attribuer le réchauffement actuel à l’augmentation des gaz à effet de serre dus à l’activité humaine.

Une réflexion sur “ Le royaume magnétique du Soleil ”

  1. Bonjour Monsieur,
    Un climatologue a mis en corrélation les périodes de glaciation et réchauffement de notre Planète avec le passage du système solaire dans les bras de notre Galaxie au cours de sa révolution tous les 250 millions d’années, les périodes chaudes correspondant au passage dans les bras beaucoup plus fournis en étoiles. Cela grâce bien sur aux carottages dans l’Antarctique. Il fait des conférences et se heurte parfois à certains de ses pair qui ne veulent voir que l’action de l’homme dans le réchauffement (vu aux USA il y a quelques mois).
    Qu’en pensez vous?
    Merci de votre réponse.

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