Des observations très détaillées du vent solaire pourraient aider à expliquer les mystères du soleil

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Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs coréens, a téléchargé des données du satellite SOHO entre 1999 et 2010, correspondant à la durée du cycle d’activité naturel de 11 ans du soleil, et a utilisé des algorithmes de traitement d’images pour identifier les courants et les jets dans le vent solaire, ainsi que de mesurer sa vitesse.


Le vent solaire, un flux de particules chargées soufflant de la surface du soleil, affecte l’ensemble du système solaire. Pourtant, son comportement reste largement énigmatique. Désormais, un nouvel effort a fourni les mesures à long terme les plus détaillées jamais réalisées sur le vent solaire, aidant les chercheurs à modéliser sa nature en constante évolution tout en aidant des missions telles que la sonde solaire Parker récemment lancée par la NASA, qui visent à approfondir les secrets du vent solaire.

Les héliophysiciens observent le vent solaire depuis 1959, lorsque le vaisseau spatial soviétique Luna 1 l’a mesuré directement alors qu’il se dirigeait vers la lune. Les efforts modernes reposent sur des sondes telles que l’Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO) qui surveillent en permanence la météo spatiale interplanétaire. Mais peu d’études se sont penchées sur les aspects à grande échelle des vents solaires pendant plus de quelques jours.

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Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs coréens, a téléchargé des données du satellite SOHO entre 1999 et 2010, correspondant à la durée du cycle d’activité naturel de 11 ans du soleil, et a utilisé des algorithmes de traitement d’images pour identifier les courants et les jets dans le vent solaire, ainsi que de mesurer sa vitesse. Ils ont pu surveiller le vent solaire jusqu’à 18 millions de kilomètres (11 millions de miles), soit environ un tiers du trajet jusqu’à Mercure, et observer les changements quotidiens ainsi que les altérations tout au long de l’année sur toute la surface du soleil. Leurs découvertes ont récemment été publiées dans Physical Review Letters.

Dans les années 1990, le vaisseau spatial Ulysse de la NASA est devenu la première sonde à survoler les pôles solaires. Une fois qu’il a quitté le plan de l’orbite terrestre, Ulysse a découvert que le vent solaire, qui arrive sous la forme d’un méli-mélo chaotique de torrents rapides et lents sur notre planète, s’est en fait lissé en un flux uniformément rapide lorsqu’il émane des latitudes les plus hautes et les plus basses du soleil. L’effet n’a été observé que pendant le minimum solaire, lorsque l’activité du soleil diminue jusqu’à un point bas. La raison de cette étrange structure bimodale n’a jamais été expliquée. Les nouvelles observations détaillées ont confirmé les découvertes d’Ulysse et aideront à construire des modèles physiques du vent solaire qui pourraient donner des indices sur la raison pour laquelle il se comporte de cette façon, explique l’héliophysicien Il-Hyun Cho de l’Université Kyung Hee en Corée, auteur principal du nouvel article.

La vitesse élevée du vent solaire présente un autre mystère. Alors que la surface du soleil est à 6 000 degrés Kelvin, son atmosphère la plus externe est encore plus chaude, atteignant un million de degrés Kelvin. L’astrophysicien Eugene Parker de l’Université de Chicago dans l’Illinois, d’où le nom de la sonde Parker, s’est rendu compte en 1958 que le vent solaire ne pouvait pas rester assis à des températures aussi fulgurantes et ne rien faire. Il serait accéléré à des vitesses supersoniques. Les sondes ont confirmé la prédiction de Parker mais ont également montré que le vent solaire est beaucoup plus complexe que ne le suggèrent ses modèles simples. Après avoir quitté le soleil, certains courants de vent solaire atteignent des vitesses allant jusqu’à 2,7 millions de kilomètres par heure (1,67 million de mph), mais le mécanisme exact derrière cette accélération n’est pas bien compris.

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Cho et ses collègues ont découvert que l’accélération semble être la plus intense quelque part à environ 10 rayons solaires (6 millions de kilomètres) du soleil, une région qui sera directement explorée par le vaisseau spatial Parker en 2025. “Je suis heureux qu’ils soient voyant cela”, explique l’astrophysicien Justin Kasper du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts et chercheur principal sur l’un des instruments de Parker. “Ce sera très facile pour nous de tester.” Ces résultats ne sont pas seulement académiques.

Le vent solaire interagit avec la magnétosphère et la haute atmosphère terrestres et affecte les satellites de communication en orbite. Cho espère que les mesures permettront aux chercheurs de mieux prévoir les événements météorologiques spatiaux, tels que les éjections de masse coronale qui explosent depuis la surface du soleil, car le moment exact auquel de tels phénomènes atteignent la Terre dépend en partie de la vitesse du vent solaire de fond.

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Il-Hyun Cho, Yong-Jae Moon, Valery M. Nakariakov, Su-Chan Bong, Jin-Yi Lee, Donguk Song, Harim Lee, and Kyung-Suk Cho, “Two-Dimensional Solar Wind Speeds from 6 to 26 Solar Radii in Solar Cycle 24 by Using Fourier Filtering“, Phys. Rev. Lett. 121, 075101 – Published 14 August 2018

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