L'été dernier, le pic de carbons 14 détecté sur des arbres bimillénaires révélait un événement cosmique majeur survenu en l'an 775... mais lequel ? De nouveaux calculs ont tranché en faveur d'une tempête solaire record.

Après réévaluation de la puissance du phénomène, le scénario d'une tempête solaire, propulsant ses flots de protons sur Terre, s'impose comme l'hypothèse la plus probable.

"Mais que s'est-il donc passé en l'an 775 ?" Sous ce titre pétri de mystère, Science & Vie partageait en septembre dernier (article ci-dessous) l'émoi de la communauté scientifique devant les résultats publiés par des chercheurs de l'université japonaise de Nagoya : leur analyse des cernes de deux arbres bimillénaines révélait une flambée inédite du taux de carbone 14 dans l'atmosphère terrestre entre l'an 774 et l'an 775.
Dans la mesure où cet isotope se forme par l'impact des rayons cosmiques dans la haute atmosphère, un événement spatial majeur avait d'emblée été évoqué. Mais son extrême intensité, telle qu'elle a été calculée par les scientifiques japonais, ne cadrait pas avec une éruption solaire ou une supernova passée inaperçue. Lors de notre enquête, nous avions aussi exploré l'hypothèse de l'éruption d'une étoile à neutrons (un magnétar) et celle du cri d'agonie d'une étoile massive (un sursaut gamma).

DES MODÈLES ERRONÉS

Depuis, d'autres pistes ont été proposées dans les revues astronomiques : collision de deux trous noirs générant un jet de rayons gamma, explosion d'une comète à la surface du Soleil dont l'onde de choc aurait accéléré les particules solaires... Mais inutile de chercher plus loin ! Une équipe internationale d'astrophysiciens a repris toute l'enquête. Et leurs travaux, publiés récemment, révèlent qu'il n'y a pas besoin de faire appel à des phénomènes aussi exotiques et alambiqués pour expliquer le mystère de l'an 775. Et pour cause, souligne Ilya Usoskinis, de l'université d'Oulu (Finlande) : "Nous avons démontré que les modèles de cycle du carbone utilisés par les japonais étaient erronés, ce qui les a conduits à surestimer la puissance du phénomène d'un facteur cinq. À ces niveaux corrigés d'énergie, une tempête solaire redevient possible... et s'impose par conséquent comme l'hypothése de loin la plus probable".
Une possibilité qu'Ilya Usoskinis avait défendue à l'époque dans nos colonnes, après de rapides calculs dont il nous avait offert la primeur. Décevant ? Pas du tout, rétablit le chercheur : "Même après réévaluation, la tempête solaire de l'an 775 reste la plus violente jamais détectée dans l'histoire". Si l'événement cosmique de l'an 775 a perdu une grande partie de son mystère, il conserve donc tout son intérêt scientifique.

En éxaminant le tronc de cèdres bimillénaires, des chercheurs ont mis en évidence une spectaculaire augmentation du taux de carbone 14 entre 774 et 775. La signature sur Terre, d'un évènement cosmique exceptionnel... mais lequel ? Les astrophysiciens imaginent tous les scénarios.

Quelle étrange question, n'est-ce pas ? étrange, insolite, déconcertante et, disons-le, assez inattendue dans les pages d'un magazine de science peu porté sur les quêtes médiévales. Le fait est que, depuis cet été, de nombreux scientifiques sont saisis d'un même vertige : bon sang, qu'a-t-il bien pu se passer sur la planète Terre en 775 ? Personne ne se serait jamais interrogé, et encore moins tourmenté, si une équipe de l'université de Nagoya ne venait de recueillir un mystérieux message venu tout droit du VIIIè siècle. Un message retrouvé dans le tronc de deux vénérables cèdres du Japon, lesquels trônent depuis deux millénaires sur l'île japonaise de Yakushima...
De quoi s'agit-il exactement ? Eh bien, des résultats de l'analyse des anneaux de croissance de ces deux arbres. En effet, entre le cerne formé lors de la belle saison (de fin mars à fin août) de l'an 774 et celui des beaux jours de 775, la teneur en carbone 14 du bois a bondi de manière inexplicable (<- voir courbe). Or, ce pic incroyablement acéré n'est autre que le reflet de la composition de l'atmosphère terrestre de l'époque. Du jamais vu, sinon que "ce signal ressemble fort à ceux générés, dans les années 1950 et 1960, par les essais d'armes nucléaires à l'air libre, relève Fusa Miyake, l'une des auteurs de l'étude. C'est bien la preuve qu'un phénomène de courte durée et libérant une grande énergie s'est produit vers 775". Faute de bombe atomique disponible au Moyen Age, des causes naturelles sont à rechercher. On sait déjà que l'isotope carbone 14 est engendré sur Terre par l'impact des rayons cosmiques sur la haute atmosphère ; l'équipe de Nagoya a, par ailleurs, mis la main sur une carotte de glace de l'Antarctique présentant, autour de l'an 775, un sursaut de beryllium 10, isotope lié au rayonnement spatial. "Il s'est donc passé un évènement cosmique majeur, dévoile la chercheuse du laboratoire de l'environnement Soleil-Terre de Nagoya. Seulement, nous n'avons pas pu en identifier la cause".

À LA CHASSE AUX INDICES

Ainsi, il y a 1237 ans, quelque chose d'assurément spectaculaire se serait produit dans le ciel des hommes. Autant dire, un phénomène digne de figurer dans les annales ! Problème, et non des moindres : les chercheurs japonais admettent n'avoir rien retrouvé de probant dans lesdites annales de 774-775. "Dans les sources narratives des Carolingiens, on retrouve bien une sécheresse en 772 et une famine en 779, mais aucun phénomène naturel marquant en 774-775", reconnaît de son côté le médiéviste Philippe Depreux, professeur à l'université de Limoges.
Dès lors, quel crédit accorder au témoignage recueilli dans deux arbres d'une même forêt ? Publiée le 3 juin dernier dans la revue Nature, cette courbe déchaîne les passions. D'autant que les experts des variations de Carbone 14 dans les cernes d'arbres millénaires ne sont guère coutumiers des résultats fracassants. Cette activité obscure vise essentiellement à calibrer les datations des archéologues ou des climatologues. Des disciplines qui se projettent 15.000 ans en arrière et se contentent de courbes mondiales assez grossières, dont chaque point représente la moyenne, mesurée sur une décennie, pour une centaine de pins américains, de Chênes allemands et irlandais. "Les chercheurs s'épargnent de reconstituer l'évolution fine du Carbone 14, année après année, pour la bonne raison que l'on ne s'attend à aucune variation brutale", justifie Edouard Bard, professeur au Collège de France, spécialiste mondial de la calibration du radiocarbone.
Si avait bien constaté une poussée substantielle du ¹⁴C entre les années 760 et 785, aucun scientifique n'avait imaginé jusqu'à présent autre chose qu'une montée progressive. Les cycles d'activité solaire ou les variations d'intensité du champ magnétique terrestre ont bien une influence sur le niveau de cet isotope, mais rien de fulgurant. "La forme du signal trouvé par ces japonais pose question, soupire le climatologue. Est-il réellement aussi abrupt et asymétrique ? Dès lors, on pourrait tout imaginer"...
Dans un mélange d'excitation et d'incrédulité, les chercheurs ressortent pour vérification leurs plus beaux échantillons de bois multimillénaire, de carottes de glaces polaires et autres vieux grimoires d'astronomie. De nouvelles publications sont imminentes. Et les langues commencent à se délier. En effet, lors d'une réunion organisée à huis clos au Collège de France, début juillet, un expert allemand du radiocarbone aurait confirmé le pic de 775 !

LA PISTE HISTORIQUE

Et il n'est pas le seul. Mike Baillie, paléoécologue de renom à l'université Queen's (Irlande du Nord), nous confie que lui aussi avait déjà obtenu, "sur un chêne irlandais fossile, des mesures montrant un fort enrichissement en carbone 14 cette même période ; résultat que je n'avais pas publié, faute d'avoir pu le reproduire sur un autre arbre". Intrigué, ce spécialiste des catastrophes historiques s'était néanmoins plongé dans ses manuscrits. Une tâche ardue, tant "le VIIIè siècle est un âge obscur, dont il reste peu de traces écrites fiables". Mike Baillie est finalement tombé sur une petite pépite de Roger de Wendover, historien anglais bien documenté du début du siècle. Que dit-il ? "L'an de Notre­Seigneur 776, des signes enflammés et effrayants ont été observés dans les cieux après le coucher du soleil". Voilà qui est, au minimum, intrigant. Or, à la suite de la révélation de l'affaire, un lecteur de Nature s'est empressé de signaler un autre témoignage, concernant cette fois l'année 774, dans l'antique Chronique anglosaxonne (->). Au milieu des récits de batailles et de successions royales, en trouve en effet ceci : "cette année est également apparu dans les cieux un crucifix rouge, après le coucher du Soleil". Des "signes enflammés et effrayants" en 776, et maintenant un "crucifix rouge" en 774... Autant de propos sibyllins, pétris de religiosité ou d'illusions d'optique. "Ces écrits ne nous renseignent pas non plus sur la durée du phénomène : a-t-il été observé l'espace d'une seconde dans un flash ou duré plusieurs mois ?", se demande Jacco Vink, astrophysicien des hautes énergies à l'université d'Amsterdam. Mystère et boule de feu...
Que s'est-il donc passé dans le ciel vers 775 ? Les astronomes se perdent en conjectures... Le premier cataclysme cosmique auquel les experts pensent est l'explosien dans notre galaxie d'une étoile en fin de vie, une supernova ! En effet, l'astre à l'agonie bombarde alors ses environs de rayons gamma susceptibles de former du Carbone 14 dans notre atmosphère, donc dans les arbres. Or, en 775, la Terre comptait déjà quelques observateurs assidus du ciel, entiellement en Asie : les astronomes officiels de l'Empire chinois étaient ainsi chargés de surveiller la voûte céleste. Une supernova brillant de mille feux ne leur échappait pas - on parlait alors d'étoile invitée... Seulement, les quelques archéoastronomes habitués à décrypter ces manuscrits asiatiques n'ont rien trouvé à cette date.

UNE SUPERNOVA INVISIBLE ?

À moins que le fameux "crucifix rouge" des Anglo-Saxons, visible au crépuscule, signe le déclenchement d'une supernova juste derrière le Soleil ? "Pourquoi pas, évalue Matthieu Renaud, du laboratoire Univers et particules de Montpellier. Sauf que le phénomène dure en général plusieurs mois et serait donc fatalement apparu au gré de la révolution terrestre autour du Soleil". Ce manque de traces écrites est d'autant plus troublant que les indices essaimés sur Terre en 775 augurent une explosion cent fois plus énergétique, ou alors beaucoup plus proche, que la formidable supernova de l'année 1006... dont il reste dans les écrits nombre de témoignages ébahis (encadré ci-dessus). Troublant, mais pas rédhibitoire. En effet, argumente Matthieu Renaud, "un nuage de poussières interstellaires peut faire écran à la lumière d'une supernova, jusqu'à la masquer totalement. C'est ainsi que la supernova Cassiopée A, dont on sait grâce aux outils madernes qu'elle a explosé autour de 1680, n'a vraisemblablement été remarquée par personne sur Terre à l'époque"... Par ailleurs, les quelques civilisations anciennes qui auraient pu apercevoir des supernovae depuis l'hémisphère Sud n'ont laissé a priori aucun témoignage - une lacune immense. En résumé, l'éclat d'une supernova peut tout à fait passer inaperçu.
Il n'empêche : ces explosions stellaires ont laissé derrière elles des vestiges à la portée de nos outils modernes. "Il serait étonnant que les restes d'une supernova aussi récente et proche échappent à nos détecteurs à rayons X et ondes radio, insensibles aux poussières", s'insurge David Burrows, de l'université de l'Etat de Pennsylvanie. Même si, oppose Matthieu Renaud, "une explosion ultraviolente peut céder la place, 1300 ans plus tard, à des vestiges aux signaux ridiculement faibles". L'éventuelle supernova de 775 devrait donc être tout à la fois violente, invisible et indétectable. "Cela commence à faire beaucoup, admet l'astronome. À moins que explosion ait pris une ampleur telle que nos appareils ne seraient plus capables de la distinguer ; autrement dit, nous aurions le nez dedans !
Une hypothèse pour le moins audacieuse... Jean-Luc Atteia, du Centre d'étude spatiale des rayonnements (Toulouse), préfère miser sur une catégorie A particulière de supernovae qui agonisent dans un dernier souffle ravageur, un "sursaut gamma" : "Cela concerne les étoiles très massives, de 30 à 100 fois plus lourdes que le Soleil, dont le cour disparaît dans un trou noir en quelques secondes, pendant lesquelles il émet force rayons gamma". L'énergie ainsi libérée correspondrait au cataclysme mystère de 775. Le hic, rétablit le chercheur, "c'est qu'un tel événement ne se produit dans notre galaxie que tous les 100.000 à 1.000.000 d'années, et encore faut-il que ce souffle gamma soit dirigé vers la Terre". Hypothèse hautement improbable, donc.
Supernova, sursaut gamma... Depuis le début, Jacco Vink n'y croit pas : "Le spectre de leurs rayons me semble incapable de générer un tel pic de carbone 14". Alors quoi ? Le chercheur néerlandais défend une autre idée, celle de l'éruption d'un magnétar, du nom de ces étoiles à neutrons dotées d'un champ magnétique colossal et promptes à dégoupiller. "Leurs éruptions de rayons gamma peuvent être si puissantes qu'elles sont de nature à laisser une trace dans notre atmosphère", veut-il croire. Sans pour autant que le commun des mortels ne s'en rende compte. Le scénario de ce tsunami galactique s'est d'ailleurs déjà vérifié : le 27 décembre 2004, tous les télescopes et satellites d'observation ont été saturés par le flash surpuissant d'un magnétar situé à 50.000 années-lumière. "Un magnétar plus proche pourrait expliquer le mystère de 775", inciste Jacco Vink.

TOUT PEUT ETRE ENVISAGÉ...

À moins que le coupable ne soit tout bonnement... le Soleil ! Car, dans ses coups de colère, notre étoile est aussi capable d'accabler la Terre de protons bourrés d'énergie, lesquels forment ensuite du carbone 14... ainsi que des aurores boréales. Bon sang, mais c'est bien sûr ! Et si l'énigmatique "crucifix rouge" était une manière de décrire ces aurores boréales ? Pas si simple, hélas : pour provoquer les symptômes retrouvés dans les arbres et la glace, il aurait fallu, selon l'équipe de Nagoya, une tempête solaire 1000 fois plus intense que celles observées jusqu'à présent. Un tel ouragan est-il possible ? À vrai dire, souligne Daniel Baker, directeur du Laboratoire de physique atmosphérique et de l'espace (université du Colorado), "nous ne disposons que de quatre siècles de suivi de l'activité solaire, depuis Galilée et son observation des taches en 1610 : c'est trop court pour cerner les possibilités extrêmes de notre étoile'. Il reste que "cette super-éruption paraît très difficile à envisager, soupèse Guillaume Aulanier, de l'Observatoire de Paris. Cela ne se produit que sur des étoiles très jeunes, ou qui tournent très vite. Voir un tel phénomène sur notre étoile serait aussi improbable que d'imaginer tous les vents de la Terre se réunir en un seul point pour former une super-tornade".
Ce spécialiste de la météo spatiale ose un autre script : "Il se peut qu'en 775 se soit produite une tempête de protons assez banale, mais que le bouclier magnétique terrestre ait fait défaut à ce momen là, victime d'un orage géomagnétique". "C'est une idée intéressante, mais cette configuration produit trop peu de carbone 14", tranche Ilya Usoskinis, responsable de la station de mesure du rayonnement cosmique à l'université d'Oulu (Finlande). Non, pour cet éminent spécialiste des effets du Soleil, l'explication est tout autre : "Les scientifiques japonais ont commis une importante surestimation dans leur modèle. D'après mon analyse, l'événement de 775 ne serait "que" de 30 à 45 fois plus puissant que la plus terrible tempête solaire observée, celle du 23 février 1956". Si bien que "le phénomène resterait extrême, sans être inenvisageable", conclut-il. Moins époustouflant, ce scénario n'en fait pas moins frémir. Car si une telle tornade de protons se déroulait aujourd'hui, nul doute qu'elle serait remarquée : la totalité des satellites en orbite tomberait alors en rade, nombre de pays se trouveraient privés de communication radio, etc.

...MÊME LES PIRES SCÉNARIOS

Eruption solaire homérique, supernova toute proche, sursaut gamma dirigé vers nous, magnétar furieux, ou bien "un autre phénomène inconnu", ose Fusa Miyake... Si les signaux recueillis dans les cèdres du Japon sont confirmés, cette grande enquête cosmique s'annonce passionnante. Au-delà de la pure curiosité scientifique, les chercheurs gardent en tête la grande vulnérabilité de nos technologies modernes aux rayons cosmiques. "Nous commençons à réaliser qu'un phénomène très "méchant" s'est peut-être produit, phénomène que nous n'avions pas pu observer dans notre histoire récente, sermonne Mike Baillie. Une seule chose est sûre : si cela se reproduit, notre civilisation électronique en sera ébranlée. D'où la question, pour mieux s'y préparer : que s'est-il vraiment passé en l'an 775 ?