En mai 2024, une tempête solaire d’une intensité exceptionnelle a provoqué des perturbations sans précédent dans le champ magnétique terrestre. Au-delà des aurores spectaculaires et des défaillances technologiques, cette tempête a également entraîné l’apparition de deux nouvelles ceintures de radiations autour de notre planète. D’une nature inédite, l’une de ces structures pourrait encore subsister aujourd’hui.
Un Soleil en colère : la tempête solaire de mai 2024
En mai 2024, la Terre a été frappée par la plus puissante tempête géomagnétique depuis vingt et un ans. Cette éruption solaire, provoquée par une série de tempêtes successives, a projeté des particules chargées à grande vitesse vers notre planète. Lorsque ces particules ont atteint la magnétosphère terrestre, elles ont perturbé le champ magnétique et créé des aurores boréales visibles à des latitudes inhabituellement basses, offrant au passage un spectacle lumineux rare dans des régions habituellement épargnées.
Néanmoins, cette tempête ne s’est pas contentée d’illuminer le ciel. Elle a également provoqué des dysfonctionnements majeurs dans les systèmes de navigation GPS et les satellites de communication, rappelant ainsi la dépendance de notre société moderne à des technologies vulnérables face aux caprices du Soleil.
Les ceintures de Van Allen : le bouclier magnétique de la Terre
Pour comprendre la portée de cette découverte, il est essentiel de connaître les ceintures de Van Allen. Ces deux zones en forme de beignet, situées à plusieurs dizaines de milliers de kilomètres de la surface terrestre, sont constituées de particules chargées piégées par le champ magnétique de la Terre. Elles jouent un rôle crucial en nous protégeant des vents solaires et des radiations cosmiques, formant un bouclier naturel contre les agressions de l’espace.
La ceinture intérieure, plus proche de la Terre, est principalement composée de protons à haute énergie, tandis que la ceinture extérieure contient surtout des électrons. Ces structures sont généralement stables, mais peuvent être temporairement modifiées par des événements solaires majeurs.
Une découverte inattendue : deux nouvelles ceintures de radiations
Suite à la tempête solaire de mai 2024, des chercheurs ont découvert l’apparition de deux nouvelles ceintures de radiations autour de la Terre. Ces bandes se sont formées entre les ceintures de Van Allen existantes, créées par les particules chargées des éruptions solaires piégées dans la magnétosphère.
La première ceinture temporaire, la plus externe, était principalement composée d’électrons qui tournaient à une vitesse proche de celle de la lumière, similaires à ceux observés dans la ceinture extérieure de Van Allen. Cependant, la deuxième ceinture, plus proche de la Terre, a surpris les scientifiques : elle contenait une concentration inédite de protons. Or, c’était la première fois que des chercheurs observaient une telle formation dans une ceinture temporaire.
« Lorsque nous avons comparé les données d’avant et d’après la tempête, je me suis dit : ‘Wow, c’est quelque chose de vraiment nouveau‘ », a déclaré Xinlin Li, physicien spatial et ingénieur aérospatial à l’Université du Colorado à Boulder, principal auteur de l’étude. « La configuration de la ceinture de protons était vraiment stupéfiante. »
Le satellite CIRBE : un héros inattendu
Cette découverte n’aurait pas été possible sans le satellite Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) de la NASA. Ironiquement, ce petit CubeSat de la taille d’une boîte à pain était hors service au moment de la tempête après un dysfonctionnement survenu en avril 2024. Cependant, le 15 juin 2024, contre toute attente, le satellite a redémarré et repris ses mesures.
CIRBE était équipé d’un instrument unique capable de détecter des particules spécifiques dans les ceintures de Van Allen, ce que d’autres satellites ne pouvaient pas faire. « Cela n’était pas visible dans les données d’autres engins spatiaux« , a expliqué Li. « Nous sommes très fiers que notre très petit CubeSat ait fait une telle découverte. » Le satellite a continué à collecter des données jusqu’en octobre 2024 avant d’être détruit lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre après une nouvelle tempête solaire.
Des ceintures temporaires… ou pas ?
Les ceintures de radiations temporaires ne sont pas un phénomène nouveau. Elles apparaissent souvent après de fortes tempêtes solaires, mais disparaissent généralement en quelques semaines. Cependant, les ceintures formées en mai 2024 ont déjoué les attentes.
La ceinture d’électrons externe a disparu environ trois mois après la tempête, affaiblie par de nouvelles tempêtes solaires en juin et en août 2024. En revanche, la ceinture de protons interne a fait preuve d’une résilience inattendue et selon les chercheurs, « elle est probablement toujours là aujourd’hui« . Cette longévité intrigue les scientifiques. Pourquoi cette ceinture de protons a-t-elle survécu aussi longtemps ? Est-ce dû à sa configuration unique ou à l’intensité exceptionnelle des tempêtes solaires liées au maximum solaire, la phase la plus active du cycle solaire de onze ans qui a commencé l’année dernière ?
Quels impacts pour l’avenir ?
La découverte de ces nouvelles ceintures de radiations ouvre des perspectives majeures pour la science et la technologie. Tout d’abord, elle enrichit notre compréhension de la dynamique des ceintures de Van Allen et des effets des tempêtes solaires sur l’environnement spatial terrestre. Ces phénomènes, longtemps considérés comme relativement stables, s’avèrent plus complexes et variables qu’on ne le pensait.
Cette avancée est également cruciale pour la protection des satellites et des systèmes de communication. Les radiations intenses peuvent perturber, voire endommager, les équipements électroniques en orbite, entraînant des dysfonctionnements dans des services essentiels comme le GPS, les télécommunications ou la météo spatiale. Mieux comprendre ces variations permettrait donc d’anticiper et de limiter ces risques.
Enfin, cette découverte a des implications directes pour les missions spatiales habitées. Lorsqu’ils se trouvent au-delà de la protection de l’atmosphère terrestre, les astronautes sont particulièrement vulnérables aux radiations. Une meilleure connaissance de la formation et de la persistance de ces ceintures est essentielle pour garantir leur sécurité lors de voyages spatiaux, notamment dans le cadre des futures missions vers la Lune ou Mars.
Alors que le Soleil entre dans une phase de forte activité avec le maximum solaire, de nouvelles tempêtes pourraient provoquer l’apparition d’autres ceintures temporaires. Cette découverte souligne l’importance de surveiller en permanence notre environnement spatial non seulement pour prévenir les risques, mais aussi pour approfondir notre compréhension des phénomènes cosmiques qui influencent la Terre.
