La grande tempête solaire en 2024 a créé deux nouvelles ceintures de rayonnement autour de la terre

La découverte, vient de publier dans «Journal of Geophysical Research: Space Physics», C’est une véritable révolution dans notre compréhension de la façon dont l’activité solaire interagit avec le champ magnétique de la Terre, qui a des implications pour la sécurité des satellites, les astronautes en orbite et futures missions spatiales.

Les ceintures de rayonnement entourant la Terre, connues sous le nom de «ceinture Van Allen» sont des régions en forme de beignets pleines de particules chargées, principalement des électrons et des protons à haute énergie, piégés par le champ magnétique de la Terre. Ces ceintures, découvertes en 1958 par la mission Explorer 1, sont un défi pour les missions spatiales, car les particules de haute énergie ont la capacité de endommager les satellites et de mettre en danger les astronautes. Raisons qui expliquent plus que sur l’importance de comprendre sa dynamique

La ceinture intérieure, située entre 600 et 6 000 kilomètres d’altitude, contient principalement des protons à haute énergie, tandis que la ceinture extérieure, qui s’étend entre 13 500 et 60 000 kilomètres, est principalement composée d’électrons.

Mais personne ne s’attendait à ce qui s’est finalement passé en mai 2024. La vague massive de particules chargées lancées par le soleil contre la Terre, en effet, a non seulement provoqué une aube spectaculaire et des perturbations dans les communications GPS, mais a généré deux nouvelles ceintures temporaires de rayonnement, juste entre les Deux ceintures Van Allen permanentes. Ces nouvelles ceintures, avec la forme d’anneaux concentriques et situés sur l’Équateur de la Terre, ont été formés après la tempête et se sont avérés beaucoup plus durables que prévu.

Caractéristiques uniques

La vérité est que les ceintures temporaires ne sont pas un phénomène complètement nouveau, mais avaient déjà été observés auparavant, normalement après de grands événements solaires. Cependant, ceux de 2024 ont toute une série de caractéristiques uniques. Premièrement, le plus interne des deux contenait non seulement des électrons, tels que les ceintures temporaires observées ci-dessus, mais aussi une quantité importante de protons. Cette composition mixte n’avait pas été vue auparavant dans les ceintures temporaires et est probablement liée à l’intensité et à la composition de la tempête solaire. Selon les chercheurs, c’est comme si la tempête avait «injecté» un nouveau mélange de particules dans le champ magnétique de notre planète.

Deuxièmement, les nouvelles ceintures se sont avérées beaucoup plus persistantes que celles précédemment observées, et par rapport aux trois ou quatre semaines que les ceintures temporelles durent généralement, l’une des deux nouvelles, le composé principalement par des électrons, est resté pendant plus de trois mois , tandis que l’autre, qui comprend également des protons, a duré encore plus et est très probable qu’il existait même aujourd’hui.

Nous pouvons imaginer que les ceintures de rayonnement sont comme des rivières en particules. Les ceintures temporaires observées jusqu’à présent étaient comme des ruisseaux d’été, qui coulent rapidement et sèchent bientôt. Mais ceux de mai 2024, en revanche, sont comme des rivières authentiques, caudales et persistantes, ce qui prend beaucoup plus à disparaître.

Une découverte chanceuse

La découverte a été possible grâce au satellite Cirbe (expérience de ceinture de rayonnement intérieure du Colorado), un petit cube de la taille d’une boîte à chaussures. Conçu et construit par le laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de l’Université du Colorado Boulder, il a porté un instrument appelé Reptile-2 (Télescope de proton électronique relativiste intégré Little Experiment-2), une version miniaturisée et améliorée d’un instrument de Un instrument que j’avais déjà piloté à bord des sondes Van Allen de la NASA, qui a découvert pour la première fois une ceinture d’électrons temporaire en 2013.

L’histoire de Cirbe est particulièrement intéressante. Après un an dans l’espace, le Cubesat a connu une anomalie et a cessé de transmettre précisément le 15 avril 2024. Les scientifiques ont regretté de perdre l’occasion d’enregistrer la tempête solaire qui s’est produite en mai, mais, heureusement, le 15 juin, le satellite, il est retourné à la vie De façon inattendue et repris la mesure. Les données fournies par CIRBE étaient cruciales, car elles ont offert des informations en haute résolution qu’aucun autre instrument ne pouvait fournir, ce qui a permis aux scientifiques de comprendre la véritable ampleur des nouvelles ceintures. Selon les auteurs de l’étude, c’est comme si le satellite avait «dormi» pendant la tempête et s’était «réveillé» juste à temps pour voir ses conséquences.

La durée de ces ceintures dépendra également des futures tempêtes solaires. Les plus grandes et les plus énergiques, en effet, peuvent «balayer» les particules qu’elles sont fabriquées, les envoyant à la fois dans l’espace et vers la Terre. En fait, une tempête solaire fin juin et une autre en août 2024 ont considérablement réduit la taille de la courroie d’électrons, bien qu’une petite population d’électrons à haute énergie ait réussi à persister. C’est comme si les tempêtes solaires étaient des «vagues» capables d’éroder les ceintures de rayonnement.

La découverte est donc d’une grande importance pour la protection du vaisseau spatial qui sont jetées dans des orbites géostationnaires, car celles-ci doivent traverser les ceintures de Van Allen plusieurs fois avant d’atteindre leur orbite finale. Par conséquent, la compréhension de la dynamique de ces ceintures, y compris la formation de ceintures temporaires, est essentielle pour concevoir des satellites plus résistants aux rayonnements et pour planifier les trajectoires de vol des missions habitées.

Enfin, la découverte nous aidera à mieux comprendre l’interaction complexe entre le soleil et la terre, ce qui est essentiel pour prédire et atténuer les effets des futures tempêtes solaires. Dans une dépendance de plus en plus dépendante de la technologie spatiale, cette recherche est cruciale pour améliorer la sécurité de nos satellites et des astronautes.