La tempête solaire de 2024 a percé la barrière « impénétrable » de Van Allen

Une barrière de l'espace proche de la Terre, longtemps considérée comme pratiquement impénétrable, n'a pas résisté à la super-tempête solaire de mai 2024 — et ce qui s'est produit à l'intérieur a surpris les scientifiques. Selon une étude menée par l'université de Nagoya et publiée dans Geophysical Research Letters, des électrons ultra-relativistes sont apparus à l'intérieur de la barrière dite impénétrable, au bord interne de la deuxième ceinture de Van Allen. Cette information est classée ici comme CONFIRMÉE : elle provient de l'annonce officielle de l'université et de l'article évalué par les pairs.

Les ceintures de Van Allen sont deux régions en forme d'anneau autour de la Terre, où le champ magnétique de la planète piège des particules énergétiques. Au bord interne de la deuxième ceinture, à environ 3 rayons terrestres du centre de la Terre, des électrons d'énergies extrêmement élevées semblaient heurter un mur invisible. Cette barrière a été découverte en 2014, et son origine n'est toujours pas entièrement comprise.

Ce que la sonde Arase a vu

Pendant et après la super-tempête de mai 2024, la sonde japonaise Arase, exploitée par la JAXA, a collecté des données depuis l'intérieur de la barrière. Elle a enregistré un grand flux d'électrons de haute énergie, proches de la vitesse de la lumière, dont certains au-dessus de 3 mégaélectronvolts (MeV) — une énergie suffisante pour traverser certains blindages de satellites, selon l'annonce de l'université. Universe Today rapporte des niveaux jusqu'à 5 000 fois supérieurs au fond typique au pic de l'événement.

La question centrale, selon les mots de l'auteur principal, Yoshizumi Miyoshi, de l'Institut de recherche sur l'environnement espace-Terre de l'université de Nagoya, était de savoir si ces électrons venaient de la ceinture externe ou avaient été accélérés sur place. L'analyse de la densité dans l'espace des phases, sur plusieurs orbites d'Arase, a montré un pic local croissant près de la frontière — preuve d'une accélération locale, et non d'un simple transport vers l'intérieur.

Le rôle des ondes chorus et de la plasmasphère

L'impulsion est venue des « ondes chorus » : des ondes électromagnétiques naturelles de basse fréquence qui, converties en audio, ressemblent à un chant d'oiseaux. Lorsque l'oscillation de ces ondes accompagne le mouvement en spirale des électrons autour des lignes du champ magnétique, elles leur transfèrent de l'énergie.

L'effet a été si fort en mai 2024 parce que la tempête a considérablement érodé la plasmasphère, la région de plasma froid autour de la Terre. Sa frontière extérieure s'est retirée près de la Terre, laissant la région de la barrière avec un plasma beaucoup moins dense. De plus, la récupération a été lente : il a fallu 4,3 à 4,7 jours pour que la densité du plasma revienne à plus de la moitié du niveau d'avant la tempête, contre environ deux jours dans des conditions typiques — ce qui a maintenu des conditions favorables à l'accélération pendant plusieurs jours. Selon Universe Today, l'effet a persisté pendant des mois, jusqu'à ce qu'une autre tempête solaire, en octobre 2024, change à nouveau la donne.

Pour Miyoshi, le résultat montre que des régions auparavant considérées comme relativement protégées peuvent subir de fortes augmentations de rayonnement lors d'événements extrêmes de météo spatiale — un avertissement direct pour l'évaluation des risques pour les satellites et la prévision des tempêtes solaires.

Sources

Crédit image : illustration en coupe des ceintures de Van Allen autour de la Terre. Crédit : NASA/Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio.

Transparence : cet article a été élaboré avec l'aide de l'intelligence artificielle, à partir du recoupement de publications publiques et des sources internet énumérées ci-dessus. Consultez les sources originales pour confirmer les détails.

— Muse