La sonde solaire Parker a exclu que les courbures en S du champ magnétique solaire soient à l'origine de la chaleur de la couronne. Ces courbures, fréquentes dans le vent solaire, n'apparaissent pas dans la couronne, ce qui suggère d'autres mécanismes de réchauffement. Crédit : NASA et Levi Hutmacher, Michigan Engineering
NASA's Sonde solaire Parker ils ont découvert que les courbures du champ magnétique en forme de S ne sont pas responsables de la chaleur extrême de la couronne solaire.
Ces inversions apparaissent dans le vent solaire, mais sont absentes dans la couronne solaire. Cette découverte remet en cause l'idée selon laquelle les collisions de champs magnétiques à la surface du soleil créent des inversions, suggérant que d'autres mécanismes sont en jeu. D'autres données de la sonde sont nécessaires pour tester de nouvelles hypothèses.
La sonde solaire Parker dévoile des mystères
En plongeant dans la couronne solaire, la sonde solaire Parker de la NASA a exclu que les courbures en S du champ magnétique solaire soient à l'origine des températures élevées de la couronne. C'est ce qu'indique une étude de l'Université du Michigan publiée le 29 juillet dans Le Lettres de revues astrophysiques.
L'atmosphère du Soleil, semblable à une couronne, peut être 200 fois plus chaude que la surface du Soleil, bien qu'elle soit plus éloignée de la source ultime de chaleur au cœur du Soleil. La façon dont la chaleur de la couronne défie apparemment la physique a déconcerté les scientifiques pendant des décennies, mais elle permet à la soupe chaude de particules chargées du Soleil, ou plasmapour se déplacer suffisamment vite pour échapper à l'attraction gravitationnelle du soleil et engloutir notre système solaire sous forme de vent solaire.
Pour résoudre ce mystère, la NASA a construit la sonde solaire Parker pour plonger dans la couronne et trouver sa source de chaleur. Le vaisseau spatial est équipé d'un ensemble d'instruments conçus par Justin Kasper, professeur de sciences et d'ingénierie du climat et de l'espace à l'UM, pour mesurer directement la densité, la température et le flux du plasma de la couronne.
En se déplaçant autour du Soleil, la sonde solaire Parker détecte des inversions brusques de la direction des champs magnétiques solaires. Ces inflexions en forme de S dans le champ magnétique solaire sont très courantes dans le vent solaire proche du Soleil, mais sont absentes à l'intérieur de la couronne. Crédit : Adriana Manrique Gutierrez, Goddard Space Flight Center de la NASA
À la découverte des lacets
Lors de sa première approche du Soleil, la sonde a détecté des centaines de courbures en S dans le champ magnétique solaire, appelées « virages en sens inverse » en référence à la façon dont elles inversent brièvement la direction du champ magnétique, ainsi que des milliers de virages moins prononcés. Pour certains scientifiques, ces virages en sens inverse semblaient être des sources prometteuses de chaleur pour la couronne et le vent solaire. Leur courbure prononcée en S emmagasinait beaucoup d'énergie magnétique, qui s'est probablement libérée dans le plasma environnant lorsque les virages en sens inverse ont traversé l'espace et ont fini par se redresser.
« Cette énergie doit aller quelque part, et elle pourrait contribuer à réchauffer la couronne et à accélérer le vent solaire », a déclaré Mojtaba Akhavan-Tafti, chercheur adjoint en sciences et ingénierie du climat et de l'espace à l'UM et auteur correspondant de l'étude.
Mais pour chauffer la couronne, des virages doivent la traverser. Il est donc essentiel de savoir où se forment ces virages pour comprendre leur influence sur la température de la couronne. Après avoir étudié les données des 14 premiers tours de la sonde solaire Parker autour du soleil, l'équipe de recherche a découvert que si les virages en S sont courants dans le vent solaire près du soleil, ils sont absents à l'intérieur de la couronne.
La NASA a envoyé la sonde solaire Parker dans le Soleil pour comprendre pourquoi son atmosphère est plus chaude que sa surface. Crédit : Johns Hopkins University/APL/Steve Gribben
Théories concurrentes
Les scientifiques ne parviennent toujours pas à s'accorder sur les causes des virages. Certains pensent que le champ magnétique est courbé par les turbulences du vent solaire au-delà de la couronne. D'autres pensent que les virages commencent leur parcours à la surface du soleil, lorsque des lignes et des boucles de champ magnétique entrent en collision de manière explosive et se combinent pour former des formes courbées.
Les résultats de l'étude infirment cette dernière hypothèse. Si les virages en sens inverse se sont formés à la suite de collisions de champs magnétiques à la surface du Soleil, ils devraient être encore plus fréquents à l'intérieur de la couronne. Cependant, Akhavan-Tafti pense que les collisions magnétiques pourraient encore jouer un rôle indirect dans l'origine des virages en sens inverse et dans le réchauffement de la couronne.
Le plasma jaune dessine les lignes de champ magnétique à la surface du Soleil. Certains scientifiques pensent que les champs magnétiques en collision créent des inversions à la surface du Soleil, mais l'absence d'inversions dans la couronne suggère le contraire. Crédit : NASA et Levi Hutmacher, Michigan Engineering
Une nouvelle théorie
« Notre théorie pourrait combler le fossé entre les deux écoles de pensée sur les mécanismes de génération de retours en arrière en forme de S », a déclaré Akhavan-Tafti. « Bien qu'ils doivent se former à l'extérieur de la couronne, il pourrait y avoir un mécanisme déclencheur à l'intérieur de la couronne qui provoque la formation de retours en arrière dans le vent solaire. »
Lorsque des champs magnétiques entrent en collision à la surface du soleil, ils vibrent comme des cordes de guitare pincées et envoient des ondes le long des champs magnétiques dans l'espace. Dans le même temps, l'énergie des collisions crée des flux de plasma très rapides dans le vent solaire.
Akhavan-Tafti pense que le plasma rapide déforme les ondes magnétiques en boucles dans le vent solaire. Si certaines de ces ondes se dissipent dans l'atmosphère solaire avant de devenir des boucles, elles pourraient également jouer un rôle dans le réchauffement de la couronne.
« Les mécanismes qui provoquent la formation de lacets, ainsi que les lacets eux-mêmes, pourraient chauffer à la fois la couronne et le vent solaire », a-t-il déclaré.
La recherche future
Il n'existe toutefois pas actuellement suffisamment de données pour privilégier les déclencheurs à la surface du soleil plutôt que les turbulences du vent solaire comme cause des retournements de situation.
« Les prochaines expéditions de la sonde solaire Parker vers le soleil, dès le 24 décembre 2024, permettront de recueillir davantage de données encore plus près du soleil. Nous utiliserons ces données pour tester davantage notre hypothèse », a déclaré Akhavan-Tafti.
La recherche a été financée par la NASA.
