La première mission de "toucher" le soleil attrape le vent solaire

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Une mission solaire qui s'est rapprochée en spirale du soleil pour percer ses secrets s'est suffisamment rapprochée de la surface de notre étoile pour faire une découverte clé.

Les données de la sonde solaire Parker ont découvert la source du vent solaire, un flux de particules énergisées qui s'écoulent de la couronne, ou de l'atmosphère extérieure chaude du soleil, vers la Terre.

L'une des principales motivations de la mission, du nom du regretté astrophysicien Eugene Parker et lancée en 2018, était de déterminer à quoi ressemble le vent lorsqu'il se forme près du soleil et comment il échappe à la gravité de l'étoile.

Alors que la sonde se trouvait à environ 13 millions de miles (20,9 millions de kilomètres) du soleil, ses instruments ont détecté de fines structures du vent solaire là où il se génère près de la photosphère, ou de la surface solaire, et ont capturé des détails éphémères qui disparaissent une fois le vent soufflé. de la couronne.

Le vaisseau spatial a été spécialement conçu pour finalement voler à moins de 4 millions de miles (6,4 millions de kilomètres) au-dessus de la surface solaire, et fin 2021, il est devenu la première mission à "toucher" le soleil.

Une étude détaillant les découvertes solaires a été publiée mercredi dans la revue Nature.

Le vent solaire est un écoulement continu de plasma, qui contient des particules chargées comme des protons et des électrons. Le phénomène de grande envergure comprend également une partie du champ magnétique solaire et s'étend bien au-delà de la couronne, interagissant avec les planètes et le milieu interstellaire.

Il existe deux types de ce vent. Le vent solaire plus rapide s'écoule des trous de la couronne aux pôles du soleil à une vitesse maximale de 497 miles par seconde (800 kilomètres par seconde). Le vent solaire plus lent, situé dans le même plan du système solaire que la Terre, circule à une vitesse plus calme de 249 miles par seconde (400 kilomètres par seconde).

Le vent solaire rapide n'a généralement pas d'impact sur la Terre. Mais pendant le maximum du cycle solaire, une période de 11 ans au cours de laquelle l'activité du soleil augmente progressivement, le champ magnétique du soleil s'inverse. Ce retournement fait apparaître les trous coronaux à travers la surface du soleil et libère des rafales de vent solaire directement vers la Terre.

Comprendre la source du vent solaire peut aider les scientifiques à mieux prévoir la météo spatiale et les tempêtes solaires qui peuvent affecter la Terre.

Bien qu'elles puissent provoquer de belles aurores boréales, les tempêtes solaires peuvent également avoir un impact sur les satellites et les réseaux électriques terrestres.

"Les vents transportent beaucoup d'informations du soleil à la Terre, donc comprendre le mécanisme derrière le vent du soleil est important pour des raisons pratiques sur Terre", a déclaré le co-auteur de l'étude James Drake, éminent professeur de physique à l'Université du Maryland, College Park, dans un déclaration. "Cela va affecter notre capacité à comprendre comment le soleil libère de l'énergie et génère des orages géomagnétiques, qui constituent une menace pour nos réseaux de communication."

Les données du vaisseau spatial ont révélé que les trous coronaux agissent comme des pommes de douche, où des jets apparaissent à la surface du soleil sous la forme de points lumineux, marquant l'endroit où le champ magnétique entre et sort de la photosphère.

Au fur et à mesure que les champs magnétiques se croisent, se déplaçant dans des directions opposées à l'intérieur de ces entonnoirs à la surface solaire, ils se brisent et se reconnectent, ce qui envoie des particules chargées hors du soleil.

"La photosphère est recouverte de cellules de convection, comme dans une marmite d'eau bouillante, et le flux de convection à plus grande échelle est appelé supergranulation", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Stuart D. Bale, professeur de physique à l'Université de Californie à Berkeley. une déclaration.

De nouvelles images sans précédent révèlent ce qui se passe sur le soleil à l'approche du "maximum solaire"

"Là où ces cellules de supergranulation se rencontrent et descendent, elles entraînent le champ magnétique sur leur chemin dans cette sorte d'entonnoir descendant. Le champ magnétique s'intensifie là-bas parce qu'il est juste bloqué. C'est une sorte de boule de champ magnétique qui descend dans un drain. Et la séparation spatiale de ces petits drains, ces entonnoirs, est ce que nous voyons maintenant avec les données des sondes solaires."

Parker Solar Probe a détecté des particules hautement énergétiques voyageant entre 10 et 100 fois plus vite que le vent solaire, amenant les chercheurs à croire que le vent solaire rapide est créé par la reconnexion des champs magnétiques.

"La grande conclusion est que c'est la reconnexion magnétique au sein de ces structures en entonnoir qui fournit la source d'énergie du vent solaire rapide", a déclaré Bale. "Il ne vient pas seulement de partout dans un trou coronal, il est sous-structuré dans les trous coronaux de ces cellules de supergranulation. Il provient de ces petits faisceaux d'énergie magnétique associés aux flux de convection. Nos résultats, selon nous, sont des preuves solides. que c'est la reconnexion qui fait ça."

Le soleil devrait atteindre son maximum solaire en juillet 2025, c'est pourquoi il y a eu de plus en plus de rapports d'éruptions solaires et d'aurores boréales et australes visibles dans des endroits inattendus. Heureusement, Parker Solar Probe et une mission distincte, Solar Orbiter, sont parfaitement positionnés pour observer les forces puissantes et dynamiques du soleil en jeu.

Mais les scientifiques sont reconnaissants que Parker Solar Probe ait été lancé avant les dramatiques croissantes du soleil pendant le minimum solaire plus calme, lorsque l'activité chaotique n'avait aucune chance d'obscurcir les observations.

"Il y avait une certaine consternation au début de la mission de la sonde solaire que nous allions lancer cette chose directement dans la partie la plus silencieuse et la plus ennuyeuse du cycle solaire", a déclaré Bale. "Mais je pense que sans cela, nous n'aurions jamais compris cela. Cela aurait été trop compliqué. Je pense que nous avons de la chance de l'avoir lancé dans le minimum solaire."