LES ÉRUPTIONS SOLAIRES « RARES » EN LUMIÈRE BLANCHE SONT PARTOUT

Les éruptions solaires sont des libérations soudaines d’énergie magnétique. Elles envoient du rayonnement, des particules énergétiques et du plasma qui font la météo de l’espace dans tout le Système solaire. Une classe particulière fait briller jusqu’à la lumière visible du Soleil : les éruptions en lumière blanche. La première connue a été vue indépendamment par Carrington et Hodgson en 1859.

Depuis, on les tient pour rares et extrêmes. L’essentiel de l’énergie d’une éruption est libéré haut dans la couronne, et il est difficile d’en faire descendre assez pour chauffer les couches profondes qui émettent la lumière visible. Les premières études au sol n’en comptaient que quelques-unes par an. Avant le Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA, seulement 150 éruptions environ avaient été identifiées avec certitude comme des éruptions en lumière blanche ; on en connaît aujourd’hui quelques centaines, surtout des plus grosses classes, X et M. Les éruptions sont classées selon leur éclat en rayons X : B, C, M et X, de la plus faible à la plus forte. Un autre camp défend depuis longtemps l’inverse : toute éruption brillerait en lumière blanche, et les télescopes manquaient simplement de sensibilité pour le voir.

Pixel par pixel

Shuanghong Li, Yongliang Song et leurs collègues des Observatoires astronomiques nationaux de Chine et de l’université normale de Chine occidentale ont voulu trancher grâce à la caméra HMI de SDO, qui photographie la surface visible du Soleil toutes les 45 secondes, avec des pixels d’environ une demi-seconde d’arc (une seconde d’arc est un angle minuscule, 1/3600 de degré), depuis plus de 15 ans.

Leur méthode est volontairement simple. Pour chaque pixel d’une région en éruption, ils suivent sa luminosité dans le temps, retirent le fond qui varie lentement et cherchent des impulsions. Si l’impulsion la plus forte pendant l’éruption dépasse celles d’avant et d’après d’au moins six fois leur dispersion, le pixel est déclaré brillant. Les taches isolées d’un ou deux pixels sont éliminées, pour écarter rayons cosmiques et pixels défaillants. Le même seuil vaut pour toutes les éruptions.

Ils ont choisi un échantillon exigeant : 769 régions actives — les zones magnétiques autour des taches, où naissent les éruptions — choisies parmi les moins agitées, ayant chacune produit moins de dix éruptions, entre janvier 2011 et mai 2025. Soit 1 951 éruptions — 547 de classe B, la catégorie la plus faible de l’échantillon, 1 316 de classe C, 88 de classe M, et aucune géante de classe X.

Une éruption sur deux

1 012 des 1 951 éruptions ont brillé en lumière blanche : 51,9 %. La part grimpe avec la taille de l’éruption : 36,9 % pour la classe B, 55,9 % pour la classe C et 85,2 % pour la classe M. « Pour la première fois », écrivent les auteurs, l’émission en lumière blanche se révèle répandue même parmi les éruptions de classe B.

Les deux tiers des régions calmes (508 sur 769) ont produit au moins une éruption en lumière blanche. Plus une région produisait d’éruptions, plus c’était probable : 43,6 % des régions à une seule éruption, 68,1 % à deux, 76,5 % à trois, 86,1 % à quatre, et presque toutes à partir de six. D’une année à l’autre, le taux a suivi de près le nombre de taches des régions étudiées (corrélation r ≈ 0,85). Il ne montre aucune préférence de latitude et suit le cycle solaire : environ 57 % des éruptions au cycle 24, 45 % jusqu’ici au cycle 25.

Cachées sous nos yeux

Pourquoi les a-t-on ratées si longtemps ? Les zones qui brillent, que les auteurs appellent des noyaux, sont minuscules : la plupart font moins de 2 secondes d’arc carrées (environ huit pixels de la caméra), jamais plus de 5 secondes d’arc carrées. Elles durent surtout de 6 à 16 minutes et n’augmentent la luminosité que de 3 à 20 %, typiquement de 6 à 9 % — juste autour du seuil de 8 % que beaucoup d’études précédentes utilisaient pour annoncer une détection.

Surtout, la plupart se trouvent hors des taches, dans le Soleil calme : 91,4 % des noyaux dans les éruptions de classe B, 86,1 % en classe C et encore 74,4 % en classe M. Là, sur un fond déjà brillant, le contraste est faible et difficile à voir à l’œil. Et quand une éruption a plusieurs noyaux, ils s’allument en général à des moments différents : comparer seulement deux images en fait manquer certains. Les petites éruptions ont surtout un seul noyau ; les éruptions de classe M en ont le plus souvent plus de trois.

Ce qui règle l’éclat

L’éclat d’un noyau, en revanche, ne montre aucun lien avec la classe de l’éruption, le champ magnétique local ou la taille du noyau. Il va de pair avec la durée du noyau et son temps de montée. Les auteurs soupçonnent que la configuration magnétique au moment de l’éruption décide de l’efficacité du chauffage de l’atmosphère profonde. Environ la moitié des noyaux culmine entre deux repères du signal en rayons X de l’éruption, ce qui suggère un mélange de processus de chauffage.

Au-delà du Soleil

La découverte dépasse notre étoile. Les éruptions solaires en lumière blanche ressemblent aux éruptions des autres étoiles, et les éruptions stellaires faibles se noient dans la lumière de l’étoile entière. Des étoiles où l’on n’a vu aucune éruption, suggèrent les auteurs, pourraient être aussi actives que le Soleil. Ils listent aussi leurs propres limites : tout ce qui dure moins de 45 secondes ou mesure moins d’une demi-seconde d’arc échappe à la caméra, les taches isolées ont été écartées, et l’échantillon contient surtout de petites éruptions.

L’étude arrive, notent ses auteurs, plus de 170 ans après l’observation de Carrington — et l’année du 200e anniversaire de sa naissance.