2024: L’année du grand spectacle solaire – Nouvelle étude prédit le pic solaire

Patrick Lesggie

Des chercheurs ont identifié une corrélation entre le champ magnétique du Soleil et les cycles de taches solaires, prédisant que le pic du cycle solaire actuel est imminent. Cette découverte, essentielle pour la prévision météorologique spatiale, marque une avancée significative dans la compréhension des dynamiques solaires.

Des chercheurs du Centre d’excellence en sciences spatiales de l’IISER de Calcutta, en Inde, ont découvert un lien novateur entre le champ magnétique du Soleil et son cycle de taches solaires. Cette découverte pourrait permettre de prédire le pic de l’activité solaire. Selon leur étude, le pic du cycle solaire 25, qui est actuellement en cours, est prévu pour bientôt, probablement dans l’année à venir. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Notre étoile, le Soleil, est composée de gaz ionisé chaud connu sous le nom de plasma. D’énormes flux de plasma et des convectifs se combinent 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 le siège d’un magnétisme intense, environ 10 000 fois plus puissant que le champ magnétique terrestre.

Parfois, les champs magnétiques des taches solaires sont perturbés lors d’événements violents qui conduisent à la naissance de tempêtes magnétiques solaires telles que des éruptions solaires ou des éjections de masse coronale. Ces tempêtes libèrent un rayonnement de haute énergie et propulsent d’énormes quantités de plasma magnétisé dans l’espace. Les tempêtes les plus intenses peuvent causer des dommages sérieux aux satellites en orbite, aux réseaux électriques et aux télécommunications lorsqu’elles sont dirigées vers la Terre.

Le cycle des taches solaires et les observations historiques

Des siècles d’observations à partir du 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, au moment où les perturbations les plus violentes dans l’environnement spatial planétaire – ou météo spatiale – sont attendues. Cependant, prédire quand ce pic va se produire est resté un défi.

Disque solaire et taches solaires

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

Le cycle solaire est produit par un mécanisme dynamo alimenté par l’énergie des flux de plasma à l’intérieur du Soleil. On comprend que ce mécanisme dynamo implique deux composants principaux du champ magnétique du Soleil, l’un qui se manifeste dans le cycle des taches solaires et l’autre qui se manifeste dans le recyclage du champ dipolaire à grande échelle du Soleil ; ce dernier est assez similaire au champ magnétique terrestre – 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 intensité, les pôles magnétiques nord et sud échangent également leur place, tous les 11 ans également.

l’effet de Waldmeier et de nouvelles découvertes

En 1935, l’astronome suisse Max Waldmeier découvrit que plus le taux de montée d’un cycle solaire était rapide, plus sa force était grande, de sorte que les cycles plus forts mettaient moins de temps à atteindre leur intensité maximale. Cette relation a souvent été utilisée pour prédire la force d’un cycle solaire basée sur des observations de sa phase de montée précoce.

Dans un manuscrit de recherche publié dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha et Dibyendu Nandy de l’IISER de Calcutta rapportent la découverte d’une nouvelle relation, à savoir que le taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil est également lié au taux de montée du cycle solaire en cours.

Cette découverte, utilisant des archives de données de plusieurs observatoires solaires au sol à travers le monde, vient compléter l’effet de Waldmeier, en connectant les deux composants principaux du champ magnétique du Soleil et en soutenant la théorie selon laquelle l’évolution des taches solaires est essentielle au fonctionnement du processus dynamo solaire plutôt qu’un simple symptôme de celui-ci.

Les scientifiques démontrent comment les observations du taux de diminution du champ magnétique dipolaire du Soleil peuvent être utilement combinées à des observations des taches solaires pour prédire le pic du cycle en cours. Leur analyse suggère que le maximum du cycle solaire 25 est très probable de se produire au début de l’année 2024, avec une incertitude dans l’estimation qui s’étend jusqu’en septembre 2024.

Avec cette découverte, une nouvelle fenêtre s’ouvre pour prévoir le moment du pic des cycles solaires – au moment où l’activité la plus intense et les perturbations météorologiques spatiales les plus fréquentes sont attendues.

Référence : « 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 » de Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha et Dibyendu Nandy, 28 novembre 2023, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. DOI: 10.1093/mnrasl/slad122