Événement de particules solaires significatif observé

Le 28 octobre 2021, un événement solaire important a eu lieu, marquant le premier gros événement de particules solaires dans le cycle solaire 25. Les scientifiques ont observé une montée de particules à haute énergie provenant du Soleil qui ont atteint la Terre et d'autres engins spatiaux. Cet événement est connu sous le nom d'Enhancement au Niveau du Sol (GLE), spécifiquement GLE73, qui implique une augmentation du nombre de rayons cosmiques frappant l'atmosphère terrestre.

#Que s'est-il passé ?

Cet événement solaire a été déclenché par une éruption solaire de classe X1.0, qui est un type d'éruption solaire intense. L'éruption a commencé à 15h17 UT et a atteint son pic à 15h35 UT. Cette éruption expulse des particules et peut créer des ondes de choc dans l'atmosphère solaire. Quand ces particules voyagent vers la Terre et au-delà, elles peuvent impacter les satellites et les activités humaines dans l'espace.

Les données pour cet événement proviennent de plusieurs engins spatiaux situés à différentes distances du Soleil, allant d'environ 0,6 à 1,6 UA (Unités Astronomiques, où 1 UA est la distance entre la Terre et le Soleil). Cela a permis aux chercheurs de recueillir un large éventail d'observations et de mieux comprendre la dynamique de l'événement.

#Observations des particules solaires

Les scientifiques ont mesuré des particules solaires énergétiques (SEPs), qui sont des particules comme les protons et des ions plus lourds qui sont accélérés lors des événements solaires. Ils ont observé ces particules à différents niveaux d'énergie, allant de 10 MeV (Méga-électronvolts) à 600 MeV.

Les chercheurs ont utilisé divers instruments à bord de différents engins spatiaux pour capturer des données sur ces particules. Par exemple, certains engins spatiaux ont examiné la vitesse et l'intensité des particules, tandis que d'autres ont étudié leur composition pour identifier combien de protons et d'ions plus lourds étaient présents.

#Le rôle des ondes de choc

Pendant l'événement, une forte Onde de choc s'est formée dans la couronne basse, la couche externe de l'atmosphère solaire. Cette onde de choc se produit lorsque l'éruption solaire se propage à travers le matériel solaire environnant plus vite que les ondes sonores peuvent voyager. L'onde de choc accélère les particules, leur permettant de gagner une haute énergie.

Les mesures ont montré que plusieurs engins spatiaux étaient connectés à des zones de forte onde de choc. Par exemple, le Parker Solar Probe et le Solar Orbiter étaient près de régions où l'onde de choc était particulièrement intense. C'est critique car cela signifie que ces engins spatiaux ont probablement enregistré les premières arrivées de particules accélérées.

Au contraire, les engins spatiaux qui étaient plus éloignés de l'éruption ont connu des connexions à des régions de choc plus faibles. Cela explique pourquoi différents engins spatiaux ont observé différentes intensités et énergies de particules solaires.

#Timing de la libération des particules

Les scientifiques ont appliqué des techniques d'analyse pour estimer quand les SEPs ont été libérées. En observant les temps d'arrivée des particules à différentes énergies, les chercheurs pouvaient déduire le moment de libération du Soleil pour chaque engin spatial. Ces méthodes, connues sous le nom d'analyse de dispersion de vitesse et d'analyse de décalage temporel, ont aidé à déterminer quand les particules à haute énergie ont été libérées après l'éruption solaire.

Les premiers temps de libération ont été détectés par le Parker Solar Probe et d'autres engins spatiaux, avec des temps de libération variant légèrement selon chaque observateur. Cela indique que bien que les particules aient été éjectées presque simultanément, leurs temps de trajet ont varié selon leurs trajectoires dans l'espace.

#Composition des particules solaires

Un aspect important de l'étude des événements solaires est de comprendre la composition des particules solaires. Les scientifiques ont utilisé des instruments spéciaux pour mesurer les ratios de différents types de particules, comme les protons, l'hélium et des ions plus lourds comme le fer. Les compositions de particules observées lors de cet événement n'ont montré aucune amélioration significative des matériaux accélérés par l'éruption, ce qui a conduit les chercheurs à suggérer que l'onde de choc a joué un rôle plus dominant dans l'accélération des particules.

#L'expansion de l'onde de choc

Les chercheurs ont utilisé des instruments de télédétection pour observer le développement et l'expansion de l'onde de choc. En suivant le mouvement de l'onde, ils ont recueilli des données sur la vitesse à laquelle le choc se propageait à travers l'atmosphère solaire. L'onde de choc s'est rapidement étendue dans les directions radiales et latérales, indiquant une libération d'énergie puissante du Soleil.

Ce choc en mouvement rapide a interagi avec les structures solaires environnantes, ce qui a probablement contribué à sa force. La nature expansive du choc était essentielle pour déterminer à quel point il pouvait efficacement accélérer les particules solaires.

#Évaluation de la connectivité au Soleil

Le concept de connectivité est crucial pour comprendre comment les particules voyagent du Soleil à différents observateurs. Les lignes de champ magnétique qui relient les observateurs au Soleil peuvent varier selon les conditions solaires au moment. Les chercheurs ont effectué un traçage des champs magnétiques pour évaluer à quel point chaque engin spatial était connecté à la source solaire des particules.

Les résultats ont indiqué que plusieurs engins spatiaux étaient liés magnétiquement à des régions du Soleil qui étaient influencées par l'éruption solaire et l'onde de choc. Cette connectivité est vitale pour interpréter avec précision les observations des particules solaires et déterminer d'où elles proviennent.

#Aperçus des observations multi-engins spatiaux

L'utilisation de plusieurs engins spatiaux a permis aux scientifiques d'obtenir une vue d'ensemble complète de l'événement solaire. La position unique et les mesures de chaque engin spatial ont contribué à une compréhension plus large des dynamiques impliquées dans les processus d'accélération et de transport des particules.

Les données comparatives ont montré que tandis que certains engins spatiaux ont connu de fortes connexions à la source de particules, d'autres ont traité des connexions plus faibles, ce qui a impacté l'intensité des particules qu'ils ont observées. Par exemple, la proximité du Parker Solar Probe à l'événement solaire a entraîné des observations plus immédiates de particules à haute énergie.

#Effets interplanétaires de l'événement

En plus des observations faites près du Soleil, les effets de cet événement solaire se sont étendus dans l'espace interplanétaire. Alors que les particules à haute énergie voyageaient vers l'extérieur, elles ont influencé le Vent Solaire, un flux constant de particules chargées libérées par le Soleil. L'interaction entre le vent solaire et les particules éjectées pourrait affecter les opérations des engins spatiaux et les communications sur Terre.

L'onde de choc et l'événement de particules solaires qui en a résulté pourraient également perturber l'environnement magnétique entourant la Terre, affectant potentiellement les opérations des satellites et même les réseaux électriques. Comprendre ces interactions est crucial pour prédire la météo spatiale et protéger la technologie en orbite.

#Directions de recherche futures

Cet événement solaire a démontré le rôle significatif des ondes de choc dans l'accélération des particules solaires, offrant des leçons précieuses pour la recherche future. Les scientifiques soulignent la nécessité d'études supplémentaires sur la façon dont l'accélération des particules se produit lors de tels événements et comment différents mécanismes, comme les ondes de choc et les processus liés aux éruptions, influencent le comportement global des particules solaires.

Les chercheurs visent également à améliorer les modèles qui simulent le transport des particules solaires à travers l'espace. En incorporant plus de données et en affinant les techniques, ils espèrent améliorer leur compréhension des événements solaires et de leurs implications pour la météo spatiale.

#Conclusion

L'événement de particules solaires du 28 octobre 2021 a fourni un ensemble de données riche pour les chercheurs étudiant l'accélération et le transport des particules dans le système solaire. En examinant les rôles des ondes de choc, le timing de la libération des particules, la composition des particules solaires et la connectivité au Soleil, les scientifiques ont acquis des aperçus précieux qui aideront dans la recherche solaire future et amélioreront la compréhension des phénomènes de météo spatiale. L'effort collaboratif de plusieurs engins spatiaux a permis une étude complète de cet événement, renforçant l'importance de la surveillance solaire continue et de la recherche dans notre monde de plus en plus dépendant de la technologie.