La recherche de l’activité solaire historique
Jusqu’à récemment, la mission Apollo 17 a été la dernière occasion pour des astronautes de quitter l’orbite terrestre basse pour se rendre sur la Lune. En effet, lors des missions Apollo 16 et 17, plusieurs événements de protons solaires se sont produits. Si ces événements s’étaient produits en même temps que les astronautes étaient dans l’espace, ils auraient été exposés à une radiation mortelle sans protection.
Une nouvelle technique révolutionnaire
Une nouvelle approche combine les données sur les cernes des arbres avec des archives historiques pour identifier un événement solaire qui a eu lieu entre 1200 et 1201 de notre ère. Cette méthode offre ainsi un éclairage sur l’activité solaire passée, ce qui pourrait améliorer nos prévisions concernant les conditions spatiales.
Sur Terre, les phénomènes solaires intenses se manifestent souvent par des aurores colorées, qui peuvent sembler inoffensives. Cependant, au-delà du champ magnétique protecteur de notre planète, le Soleil peut devenir redoutable, émettant des éruptions puissantes et des nuages massifs de particules chargées.
Les dangers des éruptions solaires
Ces éruptions peuvent entraîner des événements de protons solaires (EPS), où des particules énergétiques se dirigent vers la Terre à des vitesses atteignant 90 % de la vitesse de la lumière. En 1972, une série d’EPS a eu lieu entre les missions Apollo 16 et Apollo 17. Si des astronautes avaient été présents dans l’espace à ce moment-là, ils auraient couru le risque d’être exposés à des niveaux de radiation potentiellement mortels. Comprendre ces événements imprévisibles devient donc essentiel à l’approche de futures missions lunaires.
Une recherche innovante à OIST
Les chercheurs de l’Institut de Technologie et de Science d’Okinawa (OIST) ont mis au point une méthode novatrice pour détecter d’anciens EPS. En s’appuyant sur des archives médiévales, ils ont pu effectuer une analyse de carbone-14 très précise sur des échantillons d’asunaro trouvés au Japon. Grâce à cette combinaison, l’équipe a pu identifier un événement qui a eu lieu pendant une période d’activité solaire intense.
Leurs résultats ont été publiés dans les Actes de l’Académie du Japon, Série B.
Explorer les événements solaires
Le professeur Hiroko Miyahara de l’Unité Environnement solaire et climatique explique que la plupart des études antérieures sur les EPS historiques se sont concentrées sur des événements rares et extrêmement puissants. Cependant, leur recherche ouvre la voie à la détection d’EPS moins intenses, qui se produisent plus fréquemment, représentant environ 10-30 % de la taille des événements les plus extrêmes.
Bien que la majorité des protons de haute énergie générés lors des EPS soient bloqués par le champ magnétique terrestre, certaines particules peuvent atteindre les pôles ou pénétrer l’atmosphère lors d’événements particulièrement puissants. Lorsqu’elles interagissent avec des gaz atmosphériques, ces particules génèrent du carbone-14, qui se diffuse et s’incorpore à la chaîne alimentaire.
L’interaction entre données historiques et analyse scientifique
L’utilisation de cette méthode demande un investissement en temps considérable, ce qui a poussé l’équipe à chercher des indices sur la période d’exploration. Ils ont trouvé une référence dans Meigetsuki, le journal de l’historique poète Fujiwara no Teika, qui mentionne en février 1204, des « lumières rouges dans le ciel nord au-dessus de Kyoto ».
Bien que les EPS ne créent pas directement des aurores, ils se produisent souvent en relation avec des phénomènes solaires qui en sont responsables. Cet indice a permis aux chercheurs de concentrer leurs efforts sur l’analyse des niveaux de carbone-14 dans des échantillons de bois d’asunaro provenant de la préfecture d’Aomori. Leurs mesures ont révélé des pics suggérant un EPS sub-extrême.
En observant les motifs de croissance des cernes des arbres, les chercheurs ont pu dater l’événement à la période entre l’hiver de 1200 et le printemps de 1201. Ce timing correspond à des rapports provenant de la Chine, qui décrivent une rare aurore rouge à basse latitude.
Reconstituer les cycles solaires et évaluer les risques spatiaux
Les données de haute précision permettent non seulement de dater avec précision les EPS sub-extrêmes, mais aussi de reconstituer les cycles solaires de cette époque. Aujourd’hui, l’activité solaire oscille sur un cycle d’environ onze ans, mais les recherches ont révélé que ce cycle durait en réalité sept à huit ans à l’époque, ce qui indique un soleil très actif. L’EPS récemment daté s’est produit au sommet de l’un de ces cycles.
Ces découvertes comblent des lacunes importantes dans les archives historiques de l’activité solaire, tout en offrant de meilleures informations sur les risques associés à l’environnement spatial. Le professeur Miyahara souligne cependant que l’analyse du carbone-14 seule n’est pas suffisante.
Il explique que la littérature historique fournit des fenêtres temporelles pour cibler les recherches, tandis que la dendroclimatologie permet de comparer directement les EPS détectés avec les rapports sur les taches solaires et les aurores. Une approche intégrée est cruciale pour reconstituer avec précision les activités solaires passées, ce qui aide ainsi à mieux cerner les caractéristiques de l’espace.
FAQ
Quelle est l’importance de l’activité solaire?
L’activité solaire influence le climat terrestre et peut créer des aurores. Les événements solaires extrêmes peuvent également affecter les satellites et les communications.
Quels sont les impacts des événements de protons solaires sur la technologie terrestre?
Les EPS peuvent perturber les systèmes de communication, le GPS et même provoquer des pannes d’électricité en raison de leur impact sur les réseaux électriques.
Comment les scientifiques estiment-ils l’activité solaire ancienne?
Ils analysent les cernes des arbres et le carbone-14, en combinaison avec des archives historiques, pour reconstituer l’activité solaire d’époques passées.
Quelles sont les méthodes utilisées pour étudier les événements solaires historiques?
Les scientifiques utilisent l’analyse du carbone-14, la dendroclimatologie ainsi que l’examen de documents historiques pour identifier et dater les événements solaires.
Pourquoi est-il crucial de détecter les événements solaires sub-extrêmes?
Ces événements, bien que moins puissants, peuvent se produire plus régulièrement et ont aussi des implications importantes pour la sécurité des futurs voyages spatiaux et la technologie terrestre.
