Le Vent solaire et la magnétosphère
Le vent solaire est un flux continu de particules électriquement chargées, principalement des protons et des électrons, que le Soleil éjecte dans toutes les directions. En arrivant près de la Terre, il rencontre la magnétosphère, la région de l’espace dominée par le champ magnétique terrestre, qui nous protège de l’essentiel de ces particules. Leur interaction est à l’origine des aurores polaires et des orages magnétiques.
Qu’est-ce que le vent solaire ?
La couronne, l’atmosphère extérieure du Soleil, est si chaude, plus d’un million de degrés, que le Soleil ne peut pas retenir entièrement son gaz par la gravité. Ce gaz ionisé, ou plasma, s’échappe et emporte avec lui une partie du champ magnétique solaire. Le physicien américain Eugene Parker en a prédit l’existence en 1958, et les premières sondes spatiales l’ont confirmée au début des années 1960. Près de la Terre, le vent solaire souffle en général à quelques centaines de kilomètres par seconde : on distingue un vent « lent », autour de 400 kilomètres par seconde, et un vent « rapide », qui peut dépasser 700 kilomètres par seconde et provient des trous coronaux. Il n’est pas uniforme : il arrive par courants et par bouffées, et des éruptions solaires et des éjections de masse coronale y lancent de temps à autre de véritables nuages de plasma.
La magnétosphère, un bouclier
Le champ magnétique terrestre, produit par les mouvements du fer liquide du noyau, crée autour de la planète une cavité que le vent solaire contourne en grande partie. Sous la pression du vent, cette magnétosphère est comprimée du côté du Soleil, où sa limite, la magnétopause, se situe en moyenne à une dizaine de rayons terrestres, et étirée du côté opposé en une longue queue. En amont, une onde de choc ralentit le vent solaire avant qu’il n’atteigne la magnétopause. À l’intérieur, des particules piégées forment les ceintures de Van Allen, découvertes en 1958 grâce au satellite Explorer 1 : elles y rebondissent entre les hautes latitudes nord et sud en suivant les lignes du champ magnétique.
Aurores et orages magnétiques
Lorsque le vent solaire est plus dense, plus rapide, ou que son champ magnétique est orienté de façon favorable, il transfère de l’énergie à la magnétosphère. Des particules sont précipitées vers les régions polaires et excitent les atomes de la haute atmosphère, qui émettent de la lumière : ce sont les aurores boréales et australes. Les épisodes les plus violents provoquent des orages géomagnétiques, durant lesquels la magnétosphère se comprime puis se dilate.
Des effets sur nos technologies
Les orages magnétiques peuvent perturber les satellites, les communications radio et la précision du positionnement par satellite, et induire des courants dans les réseaux électriques. En mars 1989, un orage magnétique a ainsi provoqué une panne d’électricité généralisée au Québec. L’événement de Carrington, en 1859, reste le plus intense jamais observé : des aurores furent visibles jusqu’aux basses latitudes et des réseaux télégraphiques furent perturbés. Aujourd’hui, la « météorologie de l’espace » surveille le Soleil en permanence, à l’aide de satellites, pour anticiper ces phénomènes. La sonde Parker Solar Probe, lancée en 2018, s’approche de la couronne pour mieux comprendre l’origine du vent solaire.
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