Le champ magnétique du Soleil va s’inverser, quels seront les effets sur Terre ?

Le Soleil est sur le point de vivre un événement majeur : une inversion de son champ magnétique. Ce phénomène se produit environ tous les 11 ans et constitue une étape clé du cycle solaire. Ce changement de polarité marque le milieu du maximum solaire, le pic de l’activité solaire, et le début de la transition vers le minimum solaire.

Le cycle solaire

Le Soleil suit un cycle d’activité d’environ 11 ans, connu sous le nom de cycle solaire. Ce cycle est régulé par le champ magnétique du Soleil et se manifeste par des variations dans la fréquence et l’intensité des taches solaires, lesquelles sont des régions actives à la surface du Soleil. Lorsque l’activité solaire atteint son apogée, on parle de maximum solaire. Les scientifiques prévoient que le prochain maximum solaire se situera entre la fin de 2024 et le début de 2026.

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Au-delà du cycle solaire de 11 ans, il existe un cycle magnétique de plus longue durée appelé cycle de Hale, qui s’étend sur environ 22 ans. Ce cycle inclut deux cycles solaires de 11 ans, au cours desquels le champ magnétique du Soleil s’inverse puis revient à son état initial, selon Ryan French, astrophysicien solaire.

Pendant le minimum solaire, le champ magnétique du Soleil ressemble à celui de la Terre, avec un pôle nord et un pôle sud distincts. Cependant, à mesure que le maximum solaire approche, le champ magnétique devient de plus en plus complexe, rendant les pôles moins distincts. Après le maximum solaire, le champ magnétique redevient un dipôle, mais avec une polarité inversée. Le prochain changement de polarité verra le champ magnétique nord devenir sud dans l’hémisphère nord et vice versa dans l’hémisphère sud. 

Mécanismes de l’inversion du champ magnétique

L’inversion du champ magnétique est provoquée par les taches solaires. Ces régions magnétiquement actives génèrent des événements solaires significatifs tels que des éruptions solaires et des éjections de masse coronale (CME). Les taches solaires émergent près de l’équateur avec une orientation correspondant à l’ancien champ magnétique, tandis que celles près des pôles ont une orientation correspondant au nouveau champ magnétique entrant.

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« Le champ magnétique des régions actives se dirige vers les pôles et finit par provoquer l’inversion », explique Todd Hoeksema, directeur de l’observatoire solaire Wilcox de l’université Stanford. 

Cependant, la cause exacte de cette inversion de polarité reste mystérieuse. « Cela nous ramène au cycle solaire et à la question de savoir ce qu’il est », a déclaré Phil Scherrer, physicien solaire à l’université Stanford. Sans une modélisation précise, il est difficile de comprendre pleinement les mécanismes sous-jacents.

Effets sur la Terre et la météo spatiale

L’inversion du champ magnétique solaire n’est pas instantanée. Il s’agit d’une transition progressive d’un dipôle à un champ magnétique complexe, puis à un dipôle inversé au cours du cycle solaire de 11 ans. Il faut généralement un ou deux ans pour que l’inversion soit complète, mais cela peut varier. Par exemple, le champ polaire nord du cycle solaire 24, qui s’est terminé en décembre 2019, a mis près de cinq ans à s’inverser, selon l’Observatoire solaire national.

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Il ne fait aucun doute que le Soleil a été extraordinairement actif ces derniers temps, libérant un grand nombre d’éruptions solaires violentes et de CME qui ont provoqué de puissantes tempêtes géomagnétiques sur Terre. Toutefois, l’inversion de polarité n’est pas directement due à l’aggravation des phénomènes météorologiques spatiaux. Selon French, la météo spatiale est généralement la plus forte pendant le maximum solaire, qui est aussi le moment où le champ magnétique du Soleil est le plus complexe. 

Un des effets bénéfiques de l’inversion du champ magnétique est une protection accrue contre les rayons cosmiques galactiques, des particules subatomiques à haute énergie qui voyagent à des vitesses proches de celle de la lumière. Lors de l’inversion, la nappe de courant héliosphérique, une structure qui s’étend sur des milliards de kilomètres à partir de l’équateur solaire, devient plus ondulée. Cette ondulation renforce la barrière contre les rayons cosmiques, protégeant ainsi les engins spatiaux et les astronautes en orbite. Par ailleurs, quand le Soleil va-t-il exploser ?