La fièvre des éclipses n’est pas réservée à ceux qui attendent avec impatience des vues spectaculaires la semaine prochaine. La NASA lancera trois fusées-sondes pour voir comment le blocage temporaire de la lumière solaire affecte la haute atmosphère dans le cadre de l’APEP (Perturbations atmosphériques autour du chemin de l’éclipse, mais aussi du nom de l’ennemi juré du Dieu solaire égyptien).
À partir de 90 kilomètres (55 miles) d’altitude, l’ionosphère se trouve bien au-dessus des nuages les plus élevés, elle est donc généralement exposée au soleil tout au long de la journée. Les éclipses sont la seule exception et offrent l’occasion de l’étudier d’une manière qui ne le fait pas au crépuscule. La plupart des éclipses manquent de sites de lancement appropriés, du moins sur la trajectoire de la totalité – mais l’éclipse du 8 avril passe commodément à proximité de certains sites américains majeurs.
L’équipe APEP, dirigée par le professeur Aroh Barjatya de l’Université aéronautique Embry-Riddle en Floride, a installé de nouveaux instruments sur trois fusées-sondes lancées depuis le centre d’essai de White Sands au Nouveau-Mexique lors de l’éclipse annulaire de 2023. Ceux-ci exploreront l’ionosphère jusqu’à une hauteur de 420 kilomètres (260 miles) pendant le pic de l’éclipse, ainsi que 45 minutes avant et après.
L’ionosphère est « une région électrifiée qui reflète et réfracte les signaux radio, et a également un impact sur les communications par satellite lorsque les signaux la traversent », a déclaré Barjatya dans un communiqué. “Comprendre l’ionosphère et développer des modèles pour nous aider à prédire les perturbations est crucial pour garantir le bon fonctionnement de notre monde de plus en plus dépendant des communications.”
L’ionosphère au cours d’un cycle jour/nuit ordinaire. Le rouge et le jaune représentent des particules ionisées de haute densité, observées pendant la journée. Les points violets représentent des particules neutres et détendues la nuit
Crédit image : NASA/Krystofer Kim
Bien entendu, la lumière du soleil affecte toutes les parties de l’atmosphère, mais l’ionosphère est une création de cette lumière. Les photons à haute énergie séparent les atomes en électrons positivement et en ions chargés. La nuit, ils se recombinent, ce qui entraîne un déclin de l’ionosphère. Les conditions météorologiques plus basses dans l’atmosphère jouent également un rôle, créant un tableau plus complexe.
Les satellites ont révélé un impact encore plus important des éclipses, mais ceux qui sont correctement équipés d’instruments sont rarement au bon endroit et au bon moment pour les observations. Les fusées, en revanche, peuvent être chronométrées à la discrétion des scientifiques. Le chemin de la totalité passe à l’ouest du site de lancement de Wallops Island, en Virginie. Cependant, l’équipe de l’APEP le considère suffisamment proche pour obtenir les données dont elle a besoin.
Les ondes créées par les particules ionisées lors de l’éclipse totale de Soleil de 2017
Crédit d’image : Observatoire de la botte de foin du MIT/Shun-rong Zhang
Les observations d’événements antérieurs révèlent des ondes atmosphériques qui affectent toute la trajectoire de l’éclipse, ainsi que des perturbations plus localisées, appelées perturbations, qui peuvent interférer avec les signaux radio. Les changements peuvent être observés dans les variations de température et de densité du plasma.
Les fusées compareront la densité des particules chargées et neutres aux trois points de l’éclipse. “Chaque fusée éjectera quatre instruments secondaires de la taille d’une bouteille de soda de deux litres qui mesurent également les mêmes points de données, ce qui est similaire aux résultats de quinze fusées, tout en n’en lançant que trois”, a déclaré Barjatya. Les travaux seront également soutenus par l’utilisation de ballons à haute altitude, de radars au sol et de certaines observations par satellite.
Le lancement des fusées lors de l’éclipse annulaire de 2023 est montré ci-dessus. Une forte baisse de la densité du plasma à cette occasion a été signalée lors de la conférence de l’American Geophysical Union.
“Nous avons constaté des perturbations susceptibles d’affecter les communications radio dans les deuxième et troisième fusées, mais pas lors de la première fusée, qui a eu lieu avant le pic de l’éclipse locale”, a déclaré Barjatya. “Nous sommes super excités de les relancer pendant l’éclipse totale, pour voir si les perturbations démarrent à la même altitude et si leur ampleur et leur ampleur restent les mêmes.”
