Chine : une nouvelle méthode automatisée pour la reconstruction 3D des éjections de masse coronale

Les éjections de masse coronale (EMC) sont de vastes structures de plasma éjectées depuis la couronne solaire vers l’espace interplanétaire. Elles représentent l’un des phénomènes d’énergie les plus importants du système solaire et constituent la principale source des événements météorologiques spatiaux perturbateurs. Lorsqu’elles atteignent la Terre, ces éjections peuvent endommager les infrastructures terrestres et spatiales, entraînant des pertes économiques significatives. Comprendre leur propagation dans la couronne solaire et l’espace interplanétaire, ainsi que leurs caractéristiques dynamiques, est donc une priorité majeure en physique spatiale et en prévision météorologique spatiale. Récemment, une équipe dirigée par Shen Fang au Centre national des sciences spatiales de l’Académie chinoise des sciences a développé une nouvelle méthode automatisée de reconstruction tridimensionnelle des EMC, basée sur des observations de deux angles provenant de coronographes et intégrant des techniques d’apprentissage automatique. Cette approche utilise un réseau de neurones convolutifs pour extraire les caractéristiques des images, combinées à l’analyse en composantes principales et à la méthode de variance maximale entre classes, afin de localiser précisément les EMC dans les images observées depuis deux points de vue. Un fonction objectif est ensuite construit pour mesurer la similarité entre les projections bidimensionnelles des EMC et leurs images reconstruites. Le problème de reconstruction tridimensionnelle est ainsi reformulé comme une optimisation de cette fonction objectif, résolu à l’aide de l’algorithme d’évolution différentielle. Grâce à cette méthode, l’équipe a réussi à reconstruire avec succès près de 97 événements EMC, permettant la création d’un ensemble de données tridimensionnelles. L’analyse statistique des paramètres 2D et 3D a révélé que les paramètres déduits uniquement à partir d’observations bidimensionnelles peuvent être biaisés par des effets de projection, soulignant l’avantage de la reconstruction tridimensionnelle. Contrairement aux méthodes traditionnelles, qui exigent une intervention manuelle pour corriger les paramètres et comparer les caractéristiques visuelles, cette nouvelle approche est entièrement automatisée. Elle permet d’obtenir des reconstructions tridimensionnelles des EMC qui s’alignent étroitement avec les observations des coronographes, démontrant ainsi une grande précision. De plus, cette méthode peut fournir rapidement les paramètres initiaux nécessaires aux simulations numériques de la propagation des EMC dans l’espace interplanétaire, ainsi que pour prédire leur arrivée à la Terre. L’approche s’inscrit dans une perspective d’application à l’avenir aux données provenant de satellites situés en orbite polaire solaire ou à l’orbite de Lagrange L5, favorisant ainsi des observations multi-angles des EMC et améliorant considérablement la précision des prévisions. Ces résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal Supplemental Series. Le travail a été soutenu par des financements du Fonds national de la science naturelle de Chine et du Programme national de recherche et développement de pointe.