Comment savoir qu'une EMC est dirigée vers la terre et quand elle arrivera ?

Quand une tempête ou une éruption solaire survient, nous ne savons pas immédiatement si elle contient une éjection de masse coronale dirigée vers la terre. Dans cet article nous allons voir les méthodes que vous pouvez utiliser pour déterminer si une EMC est dirigée vers la terre et quand elle est susceptible d'arriver.

1. Utilisation du moniteur de flux protonique

Sur notre site web vous trouverez un diagramme dont le rayonnement primaire de proton solaire est > 10MeV, il s'agit du moniteur de Flux Protonique. Au cours des grosses explosions solaires, une tempête de radiation peut être déclenchée. Des protons solaires sont éjectées dans l'espace et voyagent à une vitesse proche de celle de la lumière dans les cas extrêmes. Ce sont les premières particules à arriver sur terre. De cette façon nous savons très rapidement si une tempête solaire a été déclenchée, ainsi que si une éjection de masse coronale a eu lieu. Cependant cela n'est pas la meilleure méthode pour déterminer si l’éjection de masse coronale est dirigée vers la terre car ces particules ont tendance a suivre une spirale de Parker. Il peut donc arriver que l'on détecte une tempête de radiation solaire sans qu'une EMC ne soit dirigée vers la terre. Cela se produit toujours pendant des événements solaire se situant sur le flanc occidental du soleil.

Solar radiation storm

2. Utilisation de l'imagerie coronographique de SOHO/LASCO

Le meilleur moyen d'être certain qu'une EMC est dirigée vers la Terre est d'utiliser les images prises par les instrument de coronographie LASCO C2 et C3, embarqués sur le satellite SOHO (Solaire et Héliosphère Observatoire). SOHO surveille le Soleil du point de vue de la Terre afin que les éjections de masse coronale potentiellement dirigées vers la Terre puissent être facilement identifiées. Les EMC dirigées vers la Terre se présenteront comme des éjections de masse coronale partielles ou de plein halo lorsqu'elle se propageront loin du Soleil. Il faut garder a l'esprit que les images de SOHO ne sont pas en temps réel, qu'il faut donc attendre plusieurs heures avant de recevoir les nouvelles images et de pouvoir dire si il s'agit bien d'une EMC dirigées vers la Terre ou non. L'animation ci-dessous présente une éjection de masse coronale de plein halo telle que vue par SOHO/LASCO C2.

EMC de plein halo

Si cela ne suffit pas à certifier qu'une EMC est dirigée vers la Terre, il est possible d'utiliser les images prises par la mission STEREO (Solaire et TErrestre RElation Observatoire). Il s'agit de deux satellites nommés STEREO A (pour Ahead => avant) et STEREO B (pour Behind => derrière). Ils surveillent l'autre coté du Soleil. Les images de STEREO et SOHO, une fois combinées, donnent une représentation en 3D de l'EMC, ce qui permet de déterminer sa direction. Les images de SOHO et STEREO se trouvent sur notre site web.

En utilisant toutes les images mises à disposition par les missions SOHO et STEREO, les scientifiques de la météorologie spatiale peuvent calculer la vitesse de départ et établir une heure estimée d'arrivée (ETA en anglais) de l'éjection de masse coronale.Une fois qu'ils ont établi leurs rapports, vous pouvez voir sur notre site les modèles de vent solaire et les rapports journaliers de la NOAA SWPC afin de savoir quand une éjection de masse coronale est attendue. L'équipe de SpaceWeatherLive propose également une analyse lors d’événements majeurs.

3. Utilisation du logiciel SIDC Cactus

Le SIDC (Solar Influences Data Analysis Center) Belge a développé le logiciel CACTUS qui est un outil informatisé de détection d'EMC. Il scanne automatiquement les images de SOHO/LASCO pour déterminer si une EMC à une chance de toucher la Terre ou non. Il détermine si une éjection de masse coronale est de halo plein ou partiel ainsi que déterminer sa vitesse et donc permettre de déduire son heure d'arrivée.

Détection d'EMC CACTUS

4. Utilisation du diagramme EPAM

EPAM (Électron, Proton et Alpha Moniteur) est un instrument présent sur le satellite ACE qui mesure les électrons et protons qui sont portés par le vent solaire. C'est un instrument très utile pour savoir si une EMC est dirigée vers la terre ainsi que sa date d’arrivée. Voici quelques diagramme EPAM pour éclairer le propos. Ci dessous vous trouverez un diagramme EPAM tel qu'il apparaît quelques heures après une éruption solaire.

Diagramme EPAM après une éruption solaire

Quand une grosse explosion solaire se produit, électrons et protons sont expulsés du Soleil, dans l'espace. Ces particules sont poussées par les flux de vent solaire. Immédiatement après un événement solaire, les diagrammes EPAM montrent une augmentation au niveau des électrons de faible énergie ce qui marque le début de l'explosion solaire. Les protons de faible énergie vont également montrer une nette augmentation sur le diagramme. Ceci indique qu'une partie de l'éjection de masse coronale est dirigée vers la Terre. Une fois que nous avons assemblé toutes ces informations et déterminé qu'une EMC se dirige vers la Terre, il reste une question en suspens : Quand va-t-elle arriver ?

Quand une ECM arrive-t-elle?

Une fois que nous connaissons la vitesse d'une éjection de masse coronale, nous pouvons déterminer quand elle arrivera sur Terre. La table suivante permet de déterminer la durée du voyage de la masse coronale, entre le Soleil et la Terre, à condition que la vitesse ne varie pas au court du trajet. Les temps affichés ci-dessous ne sont cependant qu'une indication, la masse coronale arrive fréquemment avant ou après l'heure prédite avec une marge de parfois plus de 6 heures !

Vitesse EMC (km/s) Temps de vol (heures) Jours Heure
300 138,88 5 18.88
400 104,16 4 8,16
500 83.33 3 11.33
600 69.44 2 21.44
700 59.52 2 11.52
800 52.08 2 4.08
900 46.30 1 22.30
1000 41.67 1 17.67
1100 37.88 1 13.88
1200 34.72 1 10.72
1300 32.05 1 8.05
1400 29.76 1 5.76
1500 27.78 1 3.78
1600 26.04 1 2.04
1700 24.51 1 0.51
1800 23.15 0 23.15
1900 21.93 0 21.93
2000 20.83 0 20.83
2100 19.84 0 19.84
2200 18.94 0 18.94

Déterminer l'impact en utilisant le moniteur EPAM

Une fois qu'une éjection de masse coronale a été lancée et que nous avons déterminé qu'elle est dirigée vers la Terre, la seule chose que nous pouvons faire est d'attendre et de surveiller le graphique EPAM. La ligne des protons continue d'augmenter jusqu'à l'arrivée de l'éjection de masse coronale. La première augmentation, (juste après une éruption solaire) est appelée le "stade précurseur". Le graphique continue de s'élever lentement (phase d'accélération) lorsque l'éjection de la masse coronale se rapproche. Quelques heures avant l'arrivée effective de l'éjection de masse coronale, une nouvelle élévation plus nette a lieu ce qui indique que l'éjection de la masse coronale va bientôt arriver. Lorsque le tracé EPAM atteint un sommet, cela indique que l'éjection de masse coronale est arrivée au satellite ACE. Le vent solaire et les données du FMI doivent alors montrer clairement que l'éjection de masse coronale est arrivée. Après l'arrivée de l'éjection de masse coronale les niveaux de protons vont lentement baisser vers les valeurs normales ... à moins qu'il n'y ait une autre éjection de masse coronale sur le chemin de la Terre bien sûr. L'image ci-dessous montre un exemple de graphique EPAM où l'on peut voir distinctement les différentes phases.

Diagramme EPAM

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