Une tempête solaire soudaine en 2003 a perturbé des centaines de vols à travers le monde, a empêché les contrôleurs d’engins spatiaux de suivre les satellites en orbite autour de la Terre basse pendant des jours et a coupé l’électricité à des dizaines de milliers de personnes en Suède. Maintenant, près de 20 ans plus tard, l’un des plus grands prévisionnistes mondiaux de la météo spatiale a admis que notre étoile qui donne la vie peut encore nous prendre au dépourvu.
Octobre 2003 a été un mois calme au Space Weather Prediction Center (SWPC) de la National Atmospheric and Oceanic Administration (NOAA) des États-Unis. somnolence le soleil Il se dirigeait vers la limite inférieure dans cycle de 11 ans d’activité, soit une moyenne de 100 taches solaires Mois. En une semaine, tout a changé. Le soleil a éclaté avec le plus grand groupe de taches solaires en plus de 10 ans et a frappé la Terre avec un barrage d’éruptions et d’explosions de plasma qui ont déclenché les plus féroces. climat spatial s’est produit dans l’histoire moderne.
« Je me souviens très clairement de la semaine d’octobre », a déclaré à Space.com Bill Murtag, coordinateur du programme SWPC de la NOAA, qui était à l’époque un prévisionniste de la météo spatiale en service. « En partie parce que c’était mon anniversaire, mais surtout parce que le soleil était vraiment banal. Nous n’avions aucune idée de ce qui allait se passer après seulement une semaine. »
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L’événement, qui est depuis entré dans les livres d’histoire comme Les tempêtes solaires d’HalloweenCe n’était pas la pire chose que le soleil pouvait faire. En fait, les tempêtes de 2003 ont libéré environ un dixième de l’énergie des deux tempêtes solaires les plus fortes de l’histoire enregistrée – la soi-disant Événement Carrington 1859 et le New York Railroad Storm de 1921, qui à l’époque ont tous deux perturbé les services télégraphiques dans le monde entier.
Les choses ont changé depuis ces tempêtes. Le télégraphe appartient désormais au passé, mais de nombreuses nouvelles technologies, sur lesquelles nous comptons de plus en plus, sont tout aussi vulnérables aux explosions météorologiques dans l’espace. Le problème, dit Murtagh, est que les prévisionnistes de la météo spatiale sont légèrement meilleurs pour prédire ces tempêtes qu’ils ne l’étaient en 2003.
« Nous avons déjà identifié la météo spatiale dans certains de nos documents sur la sécurité intérieure comme l’une des deux seules menaces pouvant avoir un impact national, voire mondial », a déclaré Murtag. « C’est un peu comme une épidémie. Et nous avons vu ce qui s’est passé avec l’épidémie. »
je ne la vois pas venir
Qu’est-il arrivé au soleil pendant cette semaine fatidique de 2003 lorsqu’il est passé de calme à fou sans avertissement ou presque ? Il a tourné sur son axe, comme il l’a fait pendant des éternités, révélant un groupe de taches solaires de 13 fois la taille de la Terre qui ont dû bouillir hors de la vue des observateurs pendant un certain temps.
Les taches solaires sont des régions plus froides à la surface du Soleil où le champ magnétique d’une étoile est déformé au point que les traînées magnétiques finissent par exploser, libérant un rayonnement sous forme de Éruptions solairesLe plasma est sous forme de éjection de masse coronale (CME).
Une fois que cette tache solaire d’octobre 2003 a ciblé la Terre, un barrage de 17 éruptions solaires et CME a éclaté, entraînant des pannes radio généralisées et des tempêtes géomagnétiques dans l’atmosphère terrestre.
Au cours de cette semaine, 59 % des missions spatiales de la NASA ont subi des « impacts », selon Rapport de la NOAA (Ouvre dans un nouvel onglet). Le satellite japonais avancé d’observation de la Terre 2 a perdu le contact avec le contrôle au sol pendant les tempêtes et ne l’a jamais retrouvé. Le réseau américain d’observation spatiale, qui surveille les objets dans l’espace, Suivi complètement perdu de tous les satellites fragments de débris spatiaux dans orbite terrestre basse pour quelques jours. Certaines parties de la planète ont été touchées par des pannes de radio et de GPS, ce qui a causé des pertes financières aux compagnies aériennes qui ont dû rediriger des centaines de vols. Dans la ville suédoise de Malmö, les lignes de transport d’électricité à haute tension sont tombées en panne ; La panne de courant a duré une heure, piégeant les gens dans les ascenseurs et arrêtant les trains sur leurs rails.
« Au cours de la période de deux semaines, nous avons eu ce que j’appelle souvent le Grand Réveil », a déclaré Murtagh, qui a ensuite dirigé une équipe derrière le vaste rapport de la NOAA enquêtant sur les conséquences de l’accident. « Il y a beaucoup de secteurs différents qui sont soudainement touchés et qui se sont intéressés à nos alertes. »
Sait-on quelque chose de mieux ?
Avance rapide de près de 20 ans. Le Soleil continue de tourner sur son axe et les météorologues spatiaux ont encore peu d’informations sur ce qui se passe du côté opposé à la Terre.
En observant les taches solaires visibles, ils se font une idée approximative de la probabilité d’une éruption solaire ou CME. Cependant, ils n’ont aucun moyen de connaître l’heure exacte et la force d’une explosion imminente, et n’ont qu’une capacité limitée à prédire son effet sur un terrain.
Le chaos des tempêtes d’Halloween a été causé par des éruptions solaires et des CME. Ces deux phénomènes surviennent dans les taches solaires lorsque les champs magnétiques torsadés dans ces régions se brisent et se reconnectent. Les deux viennent souvent côte à côte mais atteignent la Terre à des échelles de temps différentes.
« Une éruption solaire est un rayonnement électromagnétique, qui est essentiellement de la lumière, y compris les longueurs d’onde visibles et toutes les autres longueurs d’onde, y compris les rayons gamma et les fréquences radio », a déclaré Juha-Pekka Luntama, responsable de la météo spatiale chez Agence spatiale européenne (Agence spatiale européenne), pour Space.com. « Au moment où nous le voyons, il affecte déjà l’ionosphère terrestre et provoque des turbulences. »
Le rayonnement des éruptions solaires « ionise la haute atmosphère à des altitudes de plus de 80 km ». [50 miles]dit Lutam. Il y excite les atomes et les molécules et peut affecter la propagation des signaux provenant de [GPS and GNSS] Satellites. Si vous avez un récepteur GPS ou GNSS, vous verrez une erreur de navigation car les caractéristiques de la haute atmosphère changent. «
Les éruptions solaires se présentent sous différentes forces, les plus fortes étant classées comme X-flares. La force de la lueur est en outre déterminée par un nombre, où chaque nombre successif est un multiple de la force de base. Pendant les tempêtes d’Halloween, le soleil a tiré un Luminous X28 a battu le recordla balance la plus puissante jamais mesurée, Selon la NASA (Ouvre dans un nouvel onglet)Capteurs satellites temporairement surchargés. Cette éruption a arrêté les systèmes GPS en Amérique du Nord pendant plusieurs heures, a déclaré Luntama. Selon la NOAA, l’erreur de positionnement des systèmes de navigation basés sur le GPS utilisés dans l’aviation était si grande que le système était complètement inutilisable.
Alors que l’effet d’une éruption solaire affecte immédiatement le côté diurne du globe, les CME, qui proviennent souvent du soleil lors de la même rafale de lignes de champ magnétique, laissent aux météorologues spatiaux un certain temps pour se préparer.
« Les effets d’une éruption solaire durent quelques heures dans le pire des cas », a déclaré Luntama. « Les conditions reviennent à la normale, puis le CME arrive et la tempête géomagnétique commence. Il y a donc d’abord un impact, puis il y a un petit écart. Puis il y a un autre impact. Et tout vient du même événement solaire. »
Il faut jusqu’à trois jours pour que le CME atteigne la Terre. Dans certains cas, la direction de leur champ magnétique est telle qu’ils sont repoussés Bouclier magnétique terrestre Cela ne se traduit pas par une tempête géomagnétique.
NOAA pour Observatoire du climat de l’espace lointain, ou DSCOVR, à environ 1 million de miles (1,5 million de km) de la Terre vers le soleil, fournit un avertissement avancé de la force d’une tempête géomagnétique entrante environ une heure avant que le CME n’atteigne la Terre. Cependant, les tempêtes d’Halloween ont produit un seul puissant engrenage atmosphérique si puissant que ses effets étaient évidents presque dès qu’ils ont explosé du soleil.
« Cet événement spécifique du 28 octobre était si impressionnant que nous avons compris l’ampleur de l’impact bien avant qu’il n’arrive. [DSCOVR] »Nous nous attendions déjà à la tempête géomagnétique la plus intense [directly] de l’éruption du soleil. C’était probablement la seule fois où nous faisions cela. »
se préparer
Malgré des décennies de recherche, les scientifiques en savent encore très peu sur l’activité du Soleil et les subtilités de la météo spatiale qu’il produit. Alors que de violentes tempêtes solaires dans de nombreux pays figurent sur des listes d’événements dangereux qui pourraient avoir des impacts à l’échelle nationale, les progrès dans l’atténuation des conséquences potentielles ne sont pas aussi rapides qu’ils auraient pu l’être, admet Murtagg. Cependant, dit-il, la sensibilisation s’est améliorée et des politiques sont en place pour réduire les perturbations.
« Il ne fait aucun doute que nous sommes maintenant meilleurs que nous ne l’étions dans de nombreux domaines », a déclaré Murtag. « Par exemple, dans le secteur de l’énergie, le gouvernement américain a demandé aux entreprises impliquées dans les transmissions d’électricité de faire des évaluations de la vulnérabilité de leurs équipements à ces orages géomagnétiques et de faire quelque chose à ce sujet. D’autre part, il y a de nouveaux problèmes maintenant, par exemple avec d’énormes constellations et satellites.
Un accident survenu en février 2022 a montré la gravité des problèmes que la météo spatiale peut causer aux opérateurs de satellites lorsque SpaceX a perdu un lot de nouveaux satellites Starlink Après avoir été lancé dans une légère tempête géomagnétique. Les perturbations dans la haute atmosphère ont fait perdre de l’altitude aux satellites et les ont fait tomber. D’autres opérateurs ont également été signalés Problèmes de maintien des altitudes pour les satellites en orbite terrestre basse.
Une tempête de la taille d’un événement de Carrington ou même une tempête d’Halloween ferait des ravages sur les satellites aujourd’hui, admet Murtag, et pourrait toujours arriver avec aussi peu d’avertissement que les éruptions solaires et les éruptions solaires d’octobre 2003. À l’avenir, la prévision météorologique spatiale est un peu plus facile, car une nouvelle tâche appelée vigilance (Ouvre dans un nouvel onglet)par l’Agence spatiale européenne en 2025, permettant finalement aux prévisionnistes de regarder « au coin de la rue » ce qui se passe du côté invisible du Soleil.
« Cette mission sera un énorme développement et nous aidera beaucoup pour que nous ne soyons pas aussi surpris qu’en 2003 », a déclaré Murtag. « Cela nous aidera également à avoir une vue latérale du CME alors qu’il quitte le Soleil et se dirige vers la Terre. Cela nous aidera à améliorer le suivi », cependant, les prévisions des futurs événements météorologiques spatiaux.
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