Impression artistique des supergranules du Soleil. Les supergranules transportent la chaleur près de la surface du Soleil et sont environ 3 fois plus larges que la Terre. La matière chaude provenant de l’intérieur du soleil remonte à la surface, se refroidit et se retourne avant de retomber à l’intérieur. Les scientifiques utilisent des ondes sonores pour voir sous la surface, qui apparaissent sous forme d’ondulations à la surface. Crédit : Mélissa Weiss
En utilisant des ondes sonores, les scientifiques découvrent des découvertes qui remettent en question les théories standard de la convection solaire.
Une équipe de physiciens solaires a fait d'importantes découvertes sur les supergranules du soleil, en utilisant les données du Observatoire de la dynamique solaire. Leurs recherches montrent des flux descendants plus faibles que des flux ascendants dans ces supergranules, indiquant des composants potentiellement invisibles tels que des panaches à petite échelle. Cela remet en question la compréhension conventionnelle de la convection solaire.
Les chercheurs ont révélé la structure interne des supergranules du soleil, une structure de flux qui transporte la chaleur de l'intérieur caché du soleil vers sa surface. Dirigée par le chercheur Chris S. Hanson, Ph.D., l'équipe de physiciens solaires du Centre d'astrophysique et de sciences spatiales (CASS) de NYU Abu Dhabi a mené une analyse des supergranules qui représente un défi pour la compréhension actuelle de la convection solaire.
Percée dans la compréhension de la convection solaire
Le soleil génère de l'énergie en son noyau grâce à la fusion nucléaire ; cette énergie est ensuite transportée vers la surface, où elle s'échappe sous forme de lumière solaire. Dans l’étude « La convection solaire à l’échelle supergranulaire non expliquée par la théorie de la longueur de mélange » publiée aujourd’hui (25 juin) dans la revue Astronomie naturelleles chercheurs expliquent comment ils ont utilisé les images Doppler, d'intensité et magnétiques de l'imageur héliosismique et magnétique (IHM) embarqué. NASAdu satellite Solar Dynamics Observatory (SDO) pour identifier et caractériser environ 23 000 supergranules.
La surface du soleil étant opaque à la lumière, les scientifiques du NYUAD ont utilisé des ondes sonores pour sonder la structure interne des supergranules. Ces ondes sonores, générées par des granules plus petits et présentes partout dans le soleil, ont été utilisées avec succès dans le passé dans un domaine connu sous le nom d'héliosismologie.
Vue d'artiste de l'Observatoire de la Dynamique Solaire (SDO). Crédit : Laboratoire d’images conceptuelles NASA/Goddard Space Flight Center
Méthodologie et découvertes
En analysant un si grand ensemble de données de supergranules, dont on estime qu'elles s'étendent jusqu'à 20 000 km (~ 3 % à l'intérieur) sous la surface du soleil, les scientifiques ont pu déterminer les flux ascendants et descendants associés au transport de chaleur supergranulaire avec une vitesse sans précédent. précision. En plus de déduire la profondeur des supergranules, les scientifiques ont également découvert que les flux descendants semblaient environ 40 % plus faibles que les flux ascendants, ce qui suggère qu'il manquait certains composants dans les flux descendants.
Implications pour la physique solaire
Grâce à des tests approfondis et à des arguments théoriques, les auteurs émettent l'hypothèse que la composante « manquante » ou invisible pourrait être constituée de panaches à petite échelle (~ 100 km) qui transportent des particules plus froides. plasma vers l'intérieur du soleil. Les ondes sonores du soleil seraient trop importantes pour détecter ces panaches, ce qui rendrait les courants descendants plus faibles. Ces résultats ne peuvent pas être expliqués par la description largement utilisée de la convection solaire en termes de longueur de mélange.
« Les supergranules sont un composant important des mécanismes de transport de chaleur du soleil, mais leur compréhension représente un défi de taille pour les scientifiques », a déclaré Shravan Hanasoge, Ph.D., professeur de recherche, co-auteur de l'article et co-chercheur principal. du CASS. « Nos résultats contredisent les hypothèses qui sont au cœur de la compréhension actuelle de la convection solaire et devraient inspirer des recherches plus approfondies sur les supergranules du soleil. »
La recherche a été menée au sein du CASS de NYUAD en collaboration avec le Tata Institute of Fundamental Research, université de Princetonet L'Université de New Yorken utilisant les ressources informatiques hautes performances de NYUAD.
