Les éruptions solaires

L’activité de notre étoile connait un cycle de 11,2 ans en moyenne qui peut varier de 9,5 à 12,5 ans. Le cycle solaire est dû à la variation du champ magnétique interne du Soleil. Il passe par un maximum solaire, pendant lequel les taches, les éjections de matière coronale et les éruptions sont les plus fréquentes, pour aller vers un minimum, où toutes ces activités sont au plus bas. Les derniers minimums solaires se sont produits en 1997 et 2007, tandis que le dernier maximum eut lieu en 2001. Le premier cycle solaire enregistré est le cycle de années 1755 à 1766.
Le cycle qui se finit en 2007, est le numéro 23 (ainsi étiqueté). C’est Heinrich Schwabe (1789-1875) qui a découvert ce cycle en observant l'apparition des taches. Le cycle solaire a un effet important sur l'état de l'ionosphère car il modifie les conditions de propagation des ondes radio. Il modifie aussi le réchauffement de l'atmosphère terrestre.

En liaison avec le cycle de 11 ans, on observe aussi un cycle de 22 ans pendant lequel les polarités du champ s'inversent à chaque nouveau cycle de 11 ans.
On attribue beaucoup d'autres cycles au Soleil mais plus complexes à déterminer: le cycle de Gleissberg d'une période de 80 à 90 ans, le cycle de Suess d'une période de 150 à 200 ans, le cycle d'Hallstattzeit d'une période de 2 300 ans.

Image : Un cycle solaire complet observé par le satellite d’observation du Soleil (SOHO), qui a fêté son 12ème anniversaire de lancement le 7 décembre 2007.
On y voit l'intensité de l'activité solaire représentée par les taches blanches.

L'observation aisée des taches solaires permet de constater non seulement que la rotation du soleil sur lui-même, à l'équateur, se fait en 27 jours mais aussi que l'activité des zones chaudes et froides du Soleil respectent un cycle.
Le cycle solaire est la période pendant laquelle l'activité du Soleil varie d'un maximum à l'autre. Dans l'absolu, l'activité solaire est réglée par un cycle d'une période moyenne de 11,2 ans mais la durée peut varier entre 8 et 15 ans. Le 15 février 2011, le Soleil a produit une de ses plus violentes éruptions, de classe X2. Il s’agit de la plus violente éruption du cycle solaire qui a débuté  le 8 janvier 2008. Cette éruption a été observée dans la région active AR 1158, située dans l’hémisphère sud du Soleil. On voit sur l'image, l’intense bouffée de radiations électromagnétiques qui a provoqué le brillant trait vertical, sur la caméra de SDO. Les éruptions solaires sont classées en différentes catégories, nommées A, B, C, M et X, selon l'intensité maximale de leur flux c'est-à-dire selon leur luminosité des rayons X dans la plage de longueur d'onde de 1 à 8 angströms.

Chaque classe correspond à une éruption solaire d'une intensité dix fois plus importante que la précédente. La classe X est la plus intense. Au sein d'une même classe, le numéro correspond à une échelle linéaire. Une éruption solaire de classe X2 est deux fois plus puissante qu'une éruption de classe X1.
Les plus puissantes éruptions solaires ont été enregistrées par les satellites du programme GOES. Celles du 16 aout 1989 et celle du 2 avril 2001, étaient de classe X20. Celle du 4 novembre 2003, la plus importante jamais enregistrée, a été estimée à X28.

Image : L'éruption solaire du 15 février 2011, vue par le satellite SDO. L’éruption a été capturée sur cette image, dans l'ultraviolet extrême. 
Crédit: NASA / Goddard / SDO AIA Team

Les cycles de Schwabe sont numérotés à partir du maximum de 1761 qui est le cycle N°1.
Le cycle n°23 a débuté en mai 1996 et le cycle n°24 a commencé le 8 janvier 2008. Les éruptions de classe X se traduisent par une éjection de masse coronale (CME), autrement dit une importante bouffée de gaz expulsée dans l'espace. Environ un milliard de tonnes de matière ont ainsi été soufflées vers la Terre.  Lorsque ces éjections de masses coronales (CME) propulsant une énorme quantité de matière se font en direction de la Terre elles peuvent provoquer des dégâts considérables sur les satellites et autres infrastructures électriques terrestres. Heureusement le bouclier magnétique de notre planète nous protège en grande partie de ces tempêtes solaires.

N. B. : Tableau du maximum d'activité des cycles solaires.

Image : L'éruption solaire du 15 février 2011. Cette éruption de classe X s’est également accompagnée d’une éjection de matière coronale, un gigantesque nuage de particules chargées, voyageant à près de 900 kilomètres par seconde en direction de la Terre. Cette éruption a fait suite à celle du 13 février 2011, de type M et de plusieurs petites éruptions de type C au cours des jours précédents.

Les particules créées dans le noyau du Soleil vont traverser toutes les couches du Soleil, la zone radiative  de 300 000 km puis la zone de convection, la photosphère et enfin l'atmosphère solaire.
Le 31 décembre 2012, une gigantesque éruption solaire s'est élevée au-dessus de la couronne solaire. L’explosion aurait pu engendré une éjection de matière coronale (CME) et disperser un plasma de haute énergie à travers le système solaire.
Mais une grande partie de la matière éjectée, est retombée, les forces magnétiques qui conduisent l'écoulement du plasma n'ont pas été suffisantes pour vaincre l'énorme gravité de notre Soleil.
Sur cette image ci-contre, la flamme du feu solaire s'étend sur environ 250 000 km au-dessus de la surface. Cette éruption relativement mineure représente environ 20 fois le diamètre de notre planète (≈12 756 km). Cet évènement a duré exactement quatre heures et il a été capturé par l'Observatoire Solar Dynamics (SDO) de la NASA.

Les images sont prises en lumière ultraviolette extrême. La vidéo présentée ici, a été accélérée à une cadence élevée d'une image toutes les 36 secondes.

Image : Cet évènement de quatre heures s'est produit de 10h20 à 14h20 le 31 décembre 2012, il a été capturé par l'Observatoire Solar Dynamics de la NASA, en lumière ultraviolette extrême. Crédit : NASA / SDO