Les tempêtes solaires actuelles réchauffent la thermosphère terrestre

L’atmosphère terrestre fait face à un pic de température sans précédent depuis deux décennies dans sa couche la plus haute, la thermosphère. Ce pic est lié à une activité solaire intense qui pourrait avoir des conséquences sur les satellites en orbite autour de la Terre. La thermosphère s’étend de la fin de la mésosphère, environ 85 kilomètres au-dessus du sol, jusqu’au début de l’exosphère, à environ 600 kilomètres d’altitude. La NASA suit la température de la thermosphère grâce à la mesure des radiations infrarouges émises par les molécules de dioxyde de carbone et d’oxyde nitrique.
Un pic a été observé le 10 mars, avec une valeur de 0,24 TW, selon Martin Mlynczak, chercheur principal de la mission TIMED de la NASA. La dernière fois que cette valeur a été atteinte était le 28 décembre 2003. Ces augmentations de température sont dues à des tempêtes géomagnétiques, provoquées par des éjections massives de plasma magnétisé du Soleil, connues sous le nom d’éjections de masse coronale (CME), et par des vents solaires, des particules hautement chargées.

Ces « tempêtes » transmettent leur énergie dans la thermosphère et la réchauffe. Habituellement, les radiations infrarouges qui suivent une tempêterefroidissent la thermosphère, mais lorsque les tempêtes se succèdent, la température reste élevée. Depuis le pic de mars, au moins deux autres tempêtes géomagnétiques ont touché la Terre, avec une intensité élevée mais sans dépasser le pic de mars.

Un graphique montrant comment la valeur du TCI (indice climatique de la thermosphère) varie selon le cycle solaire.
Crédit: Marty Mlynczak (NASA Langley Research Center) et Linda Hunt (Science and Technology Corporation)

Les tempêtes géomagnétiques deviennent plus fréquentes et intenses pendant le maximum solaire, une partie du cycle solaire de 11 ans où le Soleil est le plus actif. Par conséquent, la thermosphère terrestre suit également un cycle de 11 ans. Le prochain maximum solaire est prévu en 2025, ce qui signifie que la tendance au réchauffement se poursuivra probablement au cours des prochaines années.

Le réchauffement de la thermosphère peut poser des problèmes pour les satellites en orbite basse. « La thermosphère se dilate lorsqu’elle se réchauffe », explique Mlynczak. Cela entraîne une augmentation de la résistance aérodynamique sur tous les satellites et sur les débris spatiaux. Cette résistance accrue peut rapprocher les satellites de la Terre, augmentant le risque de collision entre satellites et de chute sur Terre.

Un récent article paru dans la revue Frontiers in Astronomy and Space Sciences suggère que le pic d’activité solaire pourrait arriver dès la fin 2023 et être plus puissant que prévu initialement. Si ce scénario se concrétise, le risque de sur les satellites augmente encore.