La sonde Parker Solar Probe de la NASA a volé suffisamment près du Soleil pour identifier en détail l’origine du vent solaire rapide provenant des “trous coronaux” dans l’atmosphère solaire. Grâce à ces données recueillies, les scientifiques seraient en mesure de mieux prévoir les tempêtes solaires qui représentent une menace pour notre planète. En plus du phénomène des aurores boréales, ces événements peuvent également perturber les communications, les infrastructures énergétiques et constituer une menace pour les satellites et les véhicules spatiaux.
La sonde a suivi le vent solaire depuis sa source, comme le rapporte une étude (ref.). Le flux de particules chargées se perd lorsqu’il quitte l’atmosphère externe de la couronne solaire, avant d’atteindre la Terre sous forme d’un flux relativement uniforme.
La sonde a analysé que les flux de particules à haute énergie constituant le vent solaire correspondent aux soi-disant “flux de supergranulation” à l’intérieur des trous coronaux. Cette découverte a identifié ces régions comme la source du vent solaire “rapide”. Est visible au-dessus des pôles du Soleil et peut atteindre des vitesses allant jusqu’à 2,7 millions de km/h.
Trous coronaux
Les trous coronaux se forment dans les zones où les lignes de champ magnétique émergent de la surface du Soleil mais ne reviennent pas en arrière. Cela crée des lignes de champ ouvertes qui s’étendent pour remplir l’espace autour de l’étoile. Pendant les périodes calmes du cycle d’activité solaire de 11 ans, les trous coronaux se trouvent aux pôles du Soleil. Ainsi, le vent solaire émanant des trous coronaux n’est généralement pas dirigé vers la Terre.
Lorsque l’activité solaire augmente, le champ magnétique inverse les pôles, les trous coronaux deviennent plus répandus et ces puissants flux de particules chargées peuvent également être dirigés vers notre planète. Ces nouvelles découvertes pourraient aider à prédire les tempêtes solaires potentiellement perturbatrices.
“Les vents transportent de nombreuses informations du Soleil vers la Terre. Comprendre le mécanisme derrière le vent solaire est important pour des raisons pratiques sur Terre”, a déclaré James Drake dans une déclaration. “Cela affectera notre capacité à comprendre comment le Soleil libère de l’énergie et guide les tempêtes géomagnétiques, qui représentent une menace pour nos réseaux de communication”.
Le vent solaire rapide
Les trous coronaux agissent comme une douche, éjectant des jets de particules chargées à partir de “points lumineux” équidistants où les champs magnétiques s’étendent depuis la surface du Soleil. Cela crée des entonnoirs pouvant mesurer environ 29 000 kilomètres de large. L’équipe pense que lorsque des champs magnétiques de directions opposées se croisent dans ces entonnoirs, les lignes de champ magnétique se brisent puis se reconnectent. Ce processus, appelé reconnexion magnétique, est responsable de l’expulsion des particules chargées que nous observons comme le vent solaire.
Mais pourquoi la vitesse de certaines des particules observées est-elle jusqu’à 10 fois supérieure à la moyenne du vent solaire ? Les scientifiques pensent que cela n’est possible que grâce à la reconnexion magnétique. De telles vitesses ne sont pas possibles pour les particules qui se déplacent simplement dans le plasma. “La photosphère est recouverte de cellules de convection, comme dans une casserole d’eau bouillante, et le flux de convection à plus grande échelle est appelé supergranulation”, a déclaré le co-auteur de la recherche Stuart Bale.
“La grande conclusion est que c’est la reconnexion magnétique à l’intérieur de ces structures en entonnoir qui fournit la source d’énergie du vent solaire rapide”, a-t-il souligné. “Il ne provient pas seulement de toutes les parties d’un trou coronal, mais il est sous-structuré à l’intérieur des trous coronaux à ces cellules de supergranulation. Il provient de ces petits faisceaux d’énergie magnétique qui sont associés aux flux de convection. Nos résultats, nous pensons, sont une forte preuve que c’est la reconnexion qui le fait“.
Les analyses de la sonde Parker Solar Probe
La Parker Solar Probe a été lancée le 12 août 2018. Au 17 mars 2023, le vaisseau spatial avait effectué 15 approches rapprochées du Soleil. Les passages se font à environ 6,1 millions de km et à une vitesse de 587 000 km/h. “Une fois que vous descendez en dessous de cette altitude, environ 11 à 13 millions de miles ou quelque chose comme ça, il y a beaucoup moins d’évolution du vent solaire. Le flux est plus structuré et vous pouvez voir plus d’empreintes de ce qui était sur le Soleil”, a déclaré Bale.
En 2021, le véhicule spatial est passé à environ 8,4 millions de km de la surface solaire et a traversé des jets de matériau. À ce moment-là, l’équipe n’était pas sûre si ces particules chargées avaient été accélérées par la reconnexion magnétique ou par des ondes de plasma chaud. “Notre interprétation est que ces jets de reconnexion excitent les ondes d’Alfvén lorsqu’elles se propagent”, a déclaré Bale. “C’est une observation bien connue également dans la queue magnétique de la Terre, où vous avez des processus similaires”.
De nouvelles données de la sonde Parker Solar Probe pourraient arriver lorsque la sonde passera à environ 6,4 millions de km. Ces prochaines approches rapprochées pourraient aider l’équipe à confirmer leur théorie. Cependant, cela pourrait être compliqué par le fait que le Soleil s’apprête à entrer dans son maximum solaire, une période d’activité chaotique et intense.