WASHINGTON, DC — Des scientifiques ont jeté tout ce qu'ils avaient dans le ciel lors de l'éclipse solaire qui a balayé une grande partie des États-Unis le 8 avril 2024. Ils ont déployé des avions à haute altitude, enrôlé des volontaires pour lancer des ballons météorologiques et prendre des images lumineuses ressemblant à un halo du soleil. corona et envoyait des signaux radioamateurs dans les deux sens à travers l’atmosphère.
L'objectif était de mieux comprendre certains des mystères persistants du soleil, notamment pourquoi la couronne, l'atmosphère extérieure du soleil, est tellement plus chaude que la surface (SN : 01/05/24).
Les résultats préliminaires de cette série d'expériences scientifiques sur l'éclipse solaire ont été présentés le 10 décembre lors de la réunion annuelle de l'American Geophysical Union. Alors que les nuages masquaient une partie de la trajectoire de l’éclipse à travers les États-Unis, les équipes ont pu collecter des données qui alimenteront les futures enquêtes. Voici un aperçu plus approfondi du déroulement de certains de ces projets scrutant l’ombre de la lune.
Utiliser l'éclipse totale de Soleil pour visualiser la couronne
Deux avions WB-57 de la NASA ont entrepris d'étudier la couronne en volant dans l'ombre de la lune le long de la trajectoire de l'éclipse totale. Le vaisseau spatial transportait deux types d’instruments : des caméras pour capturer des images de la couronne et des spectromètres qui mesuraient différentes longueurs d’onde de lumière et pouvaient tracer différentes structures au sein de la couronne en fonction de leurs températures.
Bien que certaines images des caméras montées sur les ailes soient devenues floues en raison de vibrations inattendues, l’équipe a quand même pu capturer des images détaillées de la couronne. Les spectromètres, montés dans le nez de l'avion, n'ont pas été touchés.
Pendant ce temps, stationnées le long du chemin de la totalité du Texas au Maine, 35 équipes d'observateurs ont capturé des images de la couronne solaire depuis le sol, dans le cadre du projet Citizen CATE (Continental-America Telescopique Eclipse). L'objectif était de reconstituer un film de 60 minutes retraçant l'évolution de la couronne au cours de cette période, a déclaré Sarah Kovac, chef de projet et astronome au Southwest Research Institute de Boulder, Colorado.
L'insaisissable couronne médiane est la zone de transition entre la surface du soleil et l'héliosphère ; c'est également l'origine d'explosions de particules chargées qui peuvent se diriger vers la Terre, perturbant potentiellement les réseaux électriques et les communications par satellite et radio. Normalement, c'est trop faible pour être vu avec des télescopes. Mais l'ombre de la lune agit comme un coronographe naturel, rendant les détails visibles, a expliqué Kovac.
Le projet a été entravé par un temps nuageux sur une grande partie du chemin. Malgré cela, les équipes ont pu capturer plus de 47 000 images du corona. Un film préliminaire assemblé à partir d’images collectées sur trois sites différents – au Texas, au Missouri et dans le Maine – a montré comment différentes parties de la couronne ont été exposées au fil du temps.
Utiliser l'éclipse solaire pour étudier les ondes de gravité
Ailleurs sur le chemin de la totalité, plus de 800 étudiants, organisés en équipes, ont lancé des ballons météo dans le ciel. L'espoir du Nationwide Eclipse Ballooning Project était de capturer la preuve qu'une éclipse perturbe suffisamment l'atmosphère pour créer des ondulations appelées ondes de gravité (SN : 08/04/24). On sait que les orages et l’air se déplaçant au-dessus des montagnes perturbent suffisamment l’atmosphère pour déclencher des ondes de gravité. Et les chercheurs ont soupçonné qu'une éclipse pourrait également être un déclencheur, en produisant un refroidissement soudain qui altère brièvement l'équilibre de l'atmosphère.
Un effet similaire est observé chaque jour au coucher du soleil, a déclaré Jie Gong, un scientifique atmosphérique du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, qui a travaillé sur le projet. La couche limite stable entre la région atmosphérique la plus basse de la Terre, la troposphère, et la région suivante, la stratosphère, s'affaisse au coucher du soleil.
Les données d'une campagne similaire lors d'une éclipse d'octobre 2023 observée dans l'ouest des États-Unis ont montré que l'éclipse avait effectivement provoqué des ondulations dans l'atmosphère, a déclaré Gong. La collecte de données pour 2024 a été quelque peu gênée par le temps nuageux, même si chaque équipe a lancé un ballon toutes les heures pendant 30 heures.
Mais les enquêtes menées auprès des étudiants après la fin du projet ont montré au moins un succès évident, a déclaré Gong : Avant le projet, peu se considéraient comme experts dans les domaines STEM. Après avoir participé au projet, presque tous ont déclaré se considérer comme bons en STEM.
Indices de ce qui se passe dans l'ionosphère lors d'une éclipse solaire totale
Plus de 6 350 opérateurs radioamateurs répartis dans des centaines de stations à travers les États-Unis ont participé à une étude des effets de l'éclipse sur l'ionosphère terrestre, la couche chargée de l'atmosphère où les signaux radio peuvent être transmis sur de longues distances (SN : 13/08/17).
L'événement a été organisé par HAMSci, une initiative scientifique citoyenne qui réunit la communauté des radioamateurs et des scientifiques de l'espace, tirant parti de la façon dont les signaux radio rebondissant sur l'ionosphère peuvent fournir des informations sur la hauteur, la densité et la structure de cette couche atmosphérique. Et cela, à son tour, peut aider les chercheurs à mieux comprendre le lien entre l'espace et la haute atmosphère, a déclaré le fondateur du groupe Nathaniel Frissell, physicien spatial à l'Université de Scranton en Pennsylvanie.
Pendant l'éclipse, les volontaires de HAMSci ont transmis plus de 52 millions de signaux à des fréquences allant de 1 à 30 mégahertz. Ce qu'ils ont vu, a déclaré Frissell, c'est qu'à mesure que l'ombre de la lune passait, la densité des électrons dans l'ionosphère diminuait. Cela provoque la fuite des ondes radio dans l’espace et la chute des communications. Cet effet imite la baisse de l'ionisation qui se produit quotidiennement lorsque le jour se transforme en nuit, a ajouté Frissell.
Le changement éphémère de l'ionisation dû à l'éclipse a brièvement amélioré les communications envoyées à des fréquences plus basses et a détérioré les signaux radio envoyés à des fréquences plus élevées, a découvert le groupe. Les données ont également révélé que la base de l’ionosphère a augmenté en altitude pendant l’éclipse, puis est revenue à son altitude normale par la suite.
Sonder les mystères solaires depuis l’espace
Bien que les éclipses solaires totales ouvrent la porte à de nombreuses personnes, y compris aux scientifiques citoyens, pour rechercher des indices sur les mystères du soleil, elles ne fournissent qu'un aperçu instantané. D'autres réponses pourraient provenir de nouvelles méthodes spatiales pour étudier l'atmosphère du soleil.
La sonde solaire Parker de la NASA a plongé dans l'atmosphère solaire, à la recherche de la source des vents solaires (SN : 07/06/23). Le vaisseau spatial fera son approche la plus proche du soleil le 24 décembre, lorsqu'il volera à moins de 6,1 millions de kilomètres de la surface.
Pendant ce temps, la mission Proba-3 de l'Agence spatiale européenne récemment lancée vise à utiliser une paire de vaisseaux spatiaux volant en formation pour simuler des centaines d'éclipses solaires afin de mieux étudier la couronne moyenne (SN : 12/5/24).
