Se préparer aux tempêtes solaires
Les multiples missions d'exploration de l'espace ont recueilli une foule de données sur le vent solaire et le courant de particules chargées émanant en continu du Soleil. Durant les tempêtes solaires, l'intensité des particules énergétiques peut augmenter fortement, faisant des ravages sur les communications avec la Terre et les réseaux de distribution d'électricité. Les prévisions actuelles de ce qu'on appelle la météorologie spatiale sont imprécises et insuffisantes pour se préparer aux tempêtes solaires. Le projet SHOCK (Solar and heliosphericcollisionless kinetics: Enabling data analysis of the Sun to earth plasma system with kinetic modelling), financé par l'UE, a été lancé en vue de mieux connaître les variations cinétiques à petite échelle dans le vent solaire, dans l'objectif final d'améliorer les prévisions météorologiques spatiales. Les simulations traditionnelles de l'interaction du vent solaire avec la magnétosphère s'appuient sur des modèles de magnétohydrodynamique dans lesquels le plasma spatial est traité comme un fluide. Toutefois, étant donné que les magnétosphères sont dominées par l'énergie cinétique des ions, il est possible de développer des modèles plus réalistes en traitant les ions comme des particules. Les résultats de ces simulations peuvent alors être directement comparés aux observations des engins spatiaux. Les scientifiques du projet SHOCK ont comparé les résultats de ces simulations réalistes de l'interaction entre le vent solaire et la magnétosphère de Mercure aux observations transmises par la mission Messenger de la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Une recherche a également été entreprise au niveau de la structure de l'onde de choc de la Terre car celle-ci est reproduite dans les simulations de l'interaction du vent solaire avec la magnétosphère. Un laboratoire de mission virtuelle a été conçu afin de visualiser les résultats des simulations cinétiques des plasmas de l'espace dans un format adapté à la comparaison avec les données provenant des missions spatiales. Le prototype de cette application de base web est disponible ici et accessible aux chercheurs et au grand public. Tirant profit de la synergie entre la modélisation du plasma spatial et l'analyse des données, les scientifiques du projet SHOCK ont enfin résolu les énigmes liées aux turbulences, à l'accélération des particules et à la reconnexion au vent solaire. Dans des comparaisons récentes, ces processus fondamentaux capturés dans leurs simulations correspondaient bien aux observations de la mission Cluster de l'Agence spatiale européenne (ESA). Les scientifiques du projet SHOCK continuent à comparer leurs prévisions aux observations des engins spatiaux de la NASA et de l'ESA. Les résultats seront précieux pour développer des modèles plus précis de l'interaction du vent solaire avec les magnétosphères, ce qui est essentiel pour prévoir la météorologie spatiale dans le système solaire.
Mots‑clés
Tempêtes solaires, météorologie spatiale, vent solaire, magnétosphères, modélisation de la cinétique
