Nouveau phénomène découvert dans la couronne solaire

Notre soleil émet non seulement de la lumière et de la chaleur, mais aussi un flux permanent de particules chargées électriquement. Ce vent solaire traverse le système solaire à des vitesses de 500 à 800 kilomètres par seconde. La manière exacte dont se forme le vent solaire est encore inconnue. Mais une équipe de recherche internationale pourrait désormais avoir identifié la cause du flux de particules. Comme le rapportent les scientifiques dans la revue Science, ils ont découvert un phénomène nouveau dans la couronne solaire avec l’aide de la sonde spatiale européenne Solar Orbiter : un grand nombre de petites éruptions qui pourraient déclencher des rayons de matière de courte durée et ainsi entraîner le vent solaire. .

“Jusqu’à présent, on ne savait pas exactement comment le Soleil parvenait à projeter le vent solaire dans l’espace à grande vitesse”, explique Lakshmi Pradeep Chitta de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire à Göttingen. Tout ce que l’on savait, c’est que le flux d’électrons et de protons provenait de ce que l’on appelle les trous coronaux, c’est-à-dire de régions de l’atmosphère solaire chaude avec une densité et une température plus faibles. Le champ magnétique du soleil joue à cet égard un rôle important. En effet, même si les lignes de champ magnétique forment des arcs fermés dans la couronne, elles s’étendent ouvertement dans les trous coronaux, permettant ainsi aux particules chargées électriquement de s’échapper. Mais comment les particules sont-elles accélérées à des vitesses aussi élevées ?

Chitta et son équipe étudient actuellement cette question à l’aide d’images du vaisseau spatial Solar Orbiter de l’Agence spatiale européenne. Car le 30 mars 2022, la sonde spatiale a atteint le point le plus proche du Soleil sur son orbite fortement elliptique à une distance de 50 millions de kilomètres – et a pu utiliser ses instruments pour examiner un trou coronal avec une résolution de 200 kilomètres. “Ces images uniques nous ont donné l’occasion d’observer plus attentivement que jamais les régions sources du vent solaire et ainsi de mieux comprendre ce processus”, explique Chitta. Ce faisant, les scientifiques ont rencontré de manière surprenante de nombreux petits jets de matière – appelés jets – durant chacun 20 à 100 secondes et atteignant des vitesses d’environ 100 kilomètres par seconde.

Chitta et son équipe ont appelé ce phénomène jusqu’alors inconnu « pico éruptions » car elles ne libèrent qu’environ un billionième de l’énergie des grandes éruptions solaires. Cependant, selon les normes terrestres, l’énergie d’une seule pico-éruption est énorme : elle pourrait alimenter environ 10 000 foyers pendant un an. “Bien que les jets que nous avons découverts soient petits et ne se produisent que sporadiquement”, souligne Chitta, “ils constituent apparemment un phénomène courant et omniprésent dans le trou coronal observé.” Grâce à leur nombre élevé, les petits jets représentent probablement une grande partie de l’énergie fournie par le vent solaire.

Les chercheurs soupçonnent que les pico-éruptions – semblables à de grandes explosions de rayonnement solaire – sont déclenchées par une restructuration du champ magnétique. Chitta et son équipe pensent également qu’il est possible que de nombreuses éruptions, même plus petites, soient jusqu’à présent restées cachées aux instruments de la sonde. Dans les années à venir, Solar Orbiter devrait donc observer encore mieux les trous coronaux sur une nouvelle orbite autour du soleil. Cependant, les chercheurs solaires Ignacio Ugarte-Urra et Yi-Ming Wang du Naval Research Laboratory aux États-Unis soulignent dans un commentaire paru dans la revue Science que les picoéruptions n’expliquent pas encore complètement l’origine du vent solaire. Car la question reste de savoir comment les électrons et les protons sont accélérés jusqu’à 800 kilomètres par seconde. Les deux chercheurs placent désormais leurs espoirs dans deux sondes spatiales prévues par le Japon et les États-Unis, qui pourraient servir à étudier les processus sous-jacents dans les années à venir.