Tempête solaire de mai 2024 : plus de 85 % des ions de l’orage venaient de l’atmosphère terrestre

Le rang de cette tempête parmi les plus fortes, ce qu’Arase a mesuré au cœur de l’orage, le champ affaibli de 40 % près de la Terre, puis ce que cela change pour la prévision.

La deuxième tempête la plus intense depuis 1981

Les 10 et 11 mai 2024, des nuages géants de particules chargées venus du Soleil ont frappé la magnétosphère, la bulle magnétique qui entoure la Terre. L’indice SYM-H, qui mesure l’affaiblissement du champ magnétique au sol, est descendu à -518 nanoteslas.

C’est la deuxième valeur la plus basse depuis 1981, année où l’indice commence. Selon cette mesure, aucune tempête n’avait été aussi forte depuis mars 1989, descendue à -720 nT. Les deux super-tempêtes de 2003 s’étaient arrêtées à -490 et -432 nT.

Partout dans le monde, des aurores ont alors été vues à des latitudes où elles sont rares, jusqu’au-dessus de la cathédrale de Strasbourg.

Au cœur de l’orage, de l’oxygène venu de la Terre

D’où venaient les particules de cet orage ? Deux réservoirs étaient possibles : le vent solaire, ce flux de particules chargées soufflé par le Soleil, et l’ionosphère, la couche électrisée de la haute atmosphère terrestre. Avec un vent solaire très dense ce jour-là, on pouvait s’attendre à ce qu’il pèse lourd.

Le satellite Arase, lancé en décembre 2016 et exploité par la JAXA, l’agence spatiale japonaise, a traversé ce courant juste après le début de la tempête, puis à l’approche de son pic. Ses instruments mesurent la masse et l’énergie de chaque ion.

Verdict de l’équipe de Naritoshi Kitamura, à l’université de Nagoya : plus de 85 % de l’énergie du courant était portée par des ions venus de la Terre, oxygène en tête, et moins de 15 % par ceux du vent solaire. Lors des tempêtes de février 1986 et de mars 1991, cette part terrestre atteignait 59 %, puis 65 à 75 %.

Un champ affaibli de 40 % tout près de la Terre

Près du pic, le champ magnétique mesuré par Arase était inférieur d’environ 40 % à celui du modèle de référence, à trois rayons terrestres du centre de la planète. Soit environ 19 000 km, une fois et demie le diamètre de la Terre (calcul de la rédaction).

Selon le communiqué, une chute aussi forte n’avait jamais été documentée aussi près de la planète. D’après l’étude, les ions d’oxygène y exerçaient une pression suffisante pour déformer le champ, ce qui a chassé vers l’extérieur des électrons des ceintures de radiation, jusqu’à les perdre.

L’oxygène pèse aussi par sa masse : ses ions sont bien plus lourds que ceux du vent solaire, et pourraient avoir renforcé la perturbation tout en rapprochant le cœur du courant de la Terre. C’est l’hypothèse du communiqué, pas encore une certitude.

Pourquoi la prévision devra regarder la Terre

Les modèles qui estiment la puissance d’une tempête à venir partent surtout des conditions du vent solaire. Cette mesure montre que l’état de notre propre haute atmosphère, et la quantité d’ions qu’elle laisse filer vers l’espace, peut aussi peser sur l’intensité finale.

L’enjeu est concret : une super-tempête expose les satellites aux radiations, perturbe le GPS et les communications, et peut provoquer des coupures d’électricité, rappelle Naritoshi Kitamura. L’équipe soutient FACTORS, un projet de mission japonaise à deux satellites, en préparation, qui suivrait ces fuites d’ions.

Lire l’étude et revoir ses photos

L’étude est en libre accès, liée ci-dessous avec le communiqué. Vous avez photographié le ciel ces nuits-là ? Ces aurores accompagnaient une tempête dont le courant annulaire était fait, pour l’essentiel, d’ions partis de notre propre atmosphère.