La Terre pourrait réagir plus fortement que prévu aux tempêtes solaires les plus intenses.
Une étude publiée dans Nature remet en cause l’existence d’un « plafond » qui semblait limiter les perturbations géomagnétiques induites par les tempêtes les plus intenses. Ce résultat concerne directement l’évaluation des risques pour les satellites, les communications et certains réseaux électriques.
Lorsque le vent solaire devenait très puissant, les courants électriques de la haute atmosphère semblaient paradoxalement cesser d’augmenter. La magnétosphère paraissait donc amortir une partie supplémentaire de l’énergie reçue.
Image credit: ESA & NASA
Un tel plafond aurait été plutôt rassurant. Il aurait signifié qu’au-delà d’une certaine intensité, une tempête solaire plus forte ne produirait pas proportionnellement davantage d’effets près de la Terre, au sol comme en orbite. Plusieurs mécanismes physiques avaient été proposés pour expliquer cette protection apparente, sans qu’un consensus ne soit établi.
Une équipe dirigée par Nithin Sivadas, du Goddard Space Flight Center de la NASA, estime désormais que ce plafond pourrait surtout provenir des incertitudes de mesure. Le vent solaire est généralement observé près du point de Lagrange L1, situé à environ 1.5 million de kilomètres en amont de la Terre.
Entre ce point et la magnétosphère, la vitesse, l’orientation et l’intensité du vent solaire peuvent évoluer. Sa durée de parcours reste également incertaine. Une valeur extrême mesurée à L1 peut donc être associée par erreur à une perturbation terrestre produite par un vent solaire réellement moins intense près de la Terre.
Les chercheurs ont corrigé ce biais statistique. Ils ont aussi étudié plus d’un million de mesures réalisées plus près de la Terre par plusieurs missions, dont MMS et THEMIS. Après correction, la réponse géomagnétique continue d’augmenter avec la force du vent solaire dans la plage couverte par les données.
L’absence de plafond apparent n’est donc pas une bonne nouvelle pour la protection des infrastructures. Elle indique que la magnétosphère ne réduit pas automatiquement les conséquences des événements extrêmes. Selon l’étude, l'impact pourrait atteindre environ deux fois les estimations issues des anciens modèles pour certaines intensités extrapolées.
Ce résultat ne signifie toutefois pas que les effets peuvent croître sans aucune limite physique. Les données deviennent insuffisantes au-delà d’un champ électrique du vent solaire d’environ 15 mV/m. Un plafond reste donc possible lors d’événements encore plus puissants, mais aucune preuve statistique ne l’établit actuellement.
Les modèles de météorologie spatiale devront mieux intégrer cette incertitude. Des observations supplémentaires, réalisées près de la magnétosphère pendant de fortes tempêtes sont nécessaires. Elles aideront à dimensionner les protections des satellites, des systèmes de navigation, des communications radio et des réseaux électriques exposés.