Activite solaire

Les relations Soleil-Terre

Les périodicités que l'on observe sur Terre dans un certain nombre de phénomènes liés au Soleil peuvent provenir des variations de l'activité solaire elle même, comme le cycle de onze ans, de la rotation du Soleil, d'environ 27 jours, de la rotation de la Terre et des saisons. A très long terme (périodes comptées en milliers d'années), l'évolution de l'orbite terrestre détermine en grande partie le climat de la Planète (glaciations).

L'influence du Soleil sur l'environnement terrestre tient à 3 facteurs :

• Les ondes électromagnétiques émises par le Soleil (des rayons X aux ondes radio)

• Les particules accélérées lors des éruptions solaires sporadiques (principalement des protons)

• Le vent solaire, flux permanent de particules ionisées dont les perturbations viennent modifier l'environnement terrestre et en particulier le champ magnétique terrestre (activité géomagnétique)

Lors d'une éruption solaire la perturbation met pour parcourir les 150 millions de kilomètres qui séparent la Terre du Soleil :

• 8 minutes pour atteindre la Terre en ce qui concerne les ondes électromagnétiques

• quelques dizaines de minutes pour les protons

• 2 jours ou plus pour les perturbations du vent solaire

Les effets géographiques diffèrent également,ils sont sensibles:

• côté jour pour la lumière, les rayons UV et X

• dans les régions polaires pour les particules (qui peuvent y pénétrer plus facilement)

• sur l'ensemble du globe mais d'une manière plus intense à haute latitudes (60-70°) dans les zones aurorales pour les effets géomagnétiques

Le cycle solaire de onze ans et ses effets

Comme son nom ne l'indique pas, le cycle des taches solaires peut durer de 9 à 14 ans. Durant le minimum peut observer de longues périodes sans taches. La montée du cycle est en moyenne de 4 ans, sa descente de 7 ans. Son amplitude varie d'un cycle à l'autre : le cycle le plus fort (1954-1964) a été 5 fois plus intense que le moins fort.

Le RI₁₂ est un indice issu du comptage des taches, il est calculé chaque mois par l'Observatoire de Bruxelles. Le flux du Soleil, mesuré conventionnellement à 10.7 cm, par l'Observatoire de Penticton (Canada) sert aussi d'indice en remplacement de mesures du flux UV qui ne sont pas régulières actuellement.

Le cycle solaire a un effet important sur:

• l'état de l'ionosphère (modifiant les conditions de propagation des ondes radio)
• le chauffage de l'atmosphère terrestre et sa densité à haute altitude (changeant le freinage des satellites)
• la chimie de la haute atmosphère
• l'intensité des rayons cosmiques atteignant la Terre.
• le nombre d'éruptions.

Par contre, comme l'intensité du spectre solaire dans le domaine visible et dans le proche infrarouge varie très peu avec le cycle et que ces domaines représentent la plus grande part du rayonnement que nous recevons du Soleil, on ne sait pas actuellement si le cycle solaire a un effet sur les basses couches de l'atmosphère (météorologie et climat).

Les éruptions solaires et leurs effets

Les éruptions solaires sont des phénomènes sporadiques généralement localisés à proximité des taches. Elles correspondent à une libération brusque d'énergie. Elles sont observées en optique (raie Ha ), en ultraviolet et en rayons X, et en radio. La figure donne, en fonction du cycle solaire, le nombre d'éruptions observées en optique. Les moins intenses sont très nombreuses mais celles qui perturbent l'environnement terrestre (principalement la classe 3) sont heureusement plus rares.

Les grandes éruptions augmentent par un facteur 1000 le flux X et UV reçu du Soleil, accélèrent des particules et éjectent de la matière coronale, précédée d'une onde de choc qui crée les orages géomagnétiques et déclenche les aurores polaires les plus intenses.

Leurs effets se font sentir sur :

• les télécommunications radio au sol et les liaisons satellites (perturbant la navigation aérienne et les localisations GPS par exemple),
• l'irradiation des astronautes et dans des cas très rares des vols commerciaux,
• la fiabilité de l'électronique embarquée à bord des satellites,
• l'orbitographie des satellites,

Les orages géomagnétiques augmentent l'érosion des oléoducs, perturbent la propagation des signaux dans les câbles et peuvent, de temps à autre perturbé la distribution d'électricité dans les régions de haute latitude comme le Canada.

L'éruption solaire du 6 novembre 1997.

Le 6 novembre 1997 a eu lieu une très forte éruption solaire sur le bord ouest du disque. Vu dans le domaine U.V par le satellite SOHO (notamment les instruments EIT et LASCO), il a également provoqué une éruption X et ce qu'on appelle un événement à protons, tous deux enregistrés par le satellite GOES.

Le flux X enregistré au moment de l'éruption a atteint le niveau X9.4 soit pratiquement le maximum de l'échelle de mesure. Cette échelle comporte 5 niveaux A(A1,A2,...A9), B, C, M, X et est logarithmique, c'est-à-dire qu'il existe un facteur 10 entre un flux A1 et un flux B1 par exemple.

Dans le même temps, le centre actif responsable de l'éruption a émis une bouffée de protons énergétiques enregistrés au niveau de l'orbite terrestre. La simultanéité des deux observations s'explique par le caractère relativiste des protons émis. Voyageant pratiquement à la vitesse de la lumière, ils ont franchi en 8 mn la distance qui nous sépare du Soleil (au lieu de deux à trois jours pour les protons du vent solaire par exemple.)

Le satellite SOHO a réalisé tout au long de la journée des clichés du Soleil dans la bande U.V du spectre solaire. Les trois films suivants montrent l'évolution du phénomène. Sur le film EIT, l'éruption se distingue par un éclair rectiligne sur le bord ouest. Les pixels du détecteurs ont subi un phénomène de saturation, ce qui explique la forme allongée. Notez qu'après l'éruption, le fond est constellé de petite traînées. Il s'agit de la trace des protons émis par le centre actif, sur le détecteur.