{"id":16034,"date":"2023-07-30T12:17:11","date_gmt":"2023-07-30T12:17:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/politique\/soleil-au-plus-pres-de-la-couronne"},"modified":"2023-07-30T13:45:39","modified_gmt":"2023-07-30T13:45:39","slug":"soleil-au-plus-pres-de-la-couronne","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.africa-press.net\/djibouti\/toutes-les-actualites\/soleil-au-plus-pres-de-la-couronne","title":{"rendered":"Soleil\u00a0: au plus pr\u00e8s de la couronne"},"content":{"rendered":"

Africa-Press – Djibouti. <\/strong><\/span>Le signal a e\u0301te\u0301 capte\u0301 le 28 avril 2021 par les de\u0301tecteurs de Parker Solar Probe. Alors qu\u2019il plongeait pour la huitie\u0300me fois vers le Soleil, a\u0300 13 millions de kilome\u0300tres de l\u2019astre, le vaisseau de la Nasa venait de franchir la \u00ab\u00a0surface critique d\u2019Alfve\u0301n\u00a0\u00bb, frontie\u0300re entre l\u2019espace interplane\u0301taire et la zone interne de la couronne solaire. Pour la premie\u0300re fois, une machine humaine pe\u0301ne\u0301trait dans les profondeurs d\u2019une atmosphe\u0300re stellaire ! Apre\u0300s six de\u0301cennies d\u2019attente, les spe\u0301cialistes de l\u2019he\u0301liophysique voyaient donc enfin se re\u0301aliser un re\u0302ve qui remonte aux de\u0301buts de l\u2019e\u0300re spatiale.<\/p>\n

Coup sur coup, en aou\u0302t 2018 et fe\u0301vrier 2020, deux missions d’e\u0301tude ont pris leur envol. La premie\u0300re est ame\u0301ricaine : Parker Solar Probe doit survoler 24 fois les re\u0301gions e\u0301quatoriales du Soleil. La seconde est europe\u0301enne : Solar Orbiter va observer ses po\u0302les avec une re\u0301solution ine\u0301dite. Dans les deux cas, il s’agit d’identifier les myste\u0301rieux phe\u0301nome\u0300nes qui font de la couronne l’un des milieux les plus extre\u0302mes du Syste\u0300me solaire.<\/p>\n

Une re\u0301gion vaste<\/b><\/p>\n

Lorsqu’on l’observe, le Soleil a l’apparence d’une sphe\u0300re. Mais qu’une e\u0301clipse survienne, cachant son disque derrie\u0300re la Lune, et des structures pe\u0301riphe\u0301riques apparaissent, e\u0301claire\u0301es par la lumie\u0300re cre\u0301pusculaire. Produites par des champs magne\u0301tiques, de grandes boucles ouvertes ou ferme\u0301es, \u00ab\u00a0plumes\u00a0\u00bb et \u00ab\u00a0jets\u00a0\u00bb, jaillissent de notre e\u0301toile. Ici ou la\u0300, quelques protube\u0301rances, compose\u0301es d’une matie\u0300re moins chaude que le gaz du milieu environnant, dessinent des arches rouges dans le limbe lunaire. C’est la couronne, une re\u0301gion vaste qui s’e\u0301tend depuis la surface de notre e\u0301toile, la photosphe\u0300re, jusqu’a\u0300 des millions de kilome\u0300tres de distance…<\/p>\n

Cette partie supe\u0301rieure de l’atmosphe\u0300re solaire ou\u0300 circulent, a\u0300 travers toute une \u00ab\u00a0tuyauterie\u00a0\u00bb de tubes magne\u0301tiques connecte\u0301s a\u0300 la surface, des gaz de plasma constitue\u0301s d’e\u0301lectrons, de protons et d’ions, fourmille d’e\u0301nigmes que Parker Solar Probe et Solar Orbiter doivent tenter de re\u0301soudre. \u00ab\u00a0Pour l’une, en amenant des sondes au plus pre\u0300s de la fournaise – sondes prote\u0301ge\u0301es par un bouclier conc\u0327u pour re\u0301sister aux tempe\u0301ratures de 1.400 \u00b0C qu’elles rencontreront. Pour l’autre, en re\u0301alisant des observations a\u0300 distance et en mesurant les caracte\u0301ristiques du milieu traverse\u0301 a\u0300 l’aide de dix instruments, dont six ont e\u0301te\u0301 construits avec la participation d’e\u0301quipes franc\u0327aises\u00a0\u00bb, explique Milan Maksimovic, directeur de recherche CNRS a\u0300 l’Observatoire Paris-PSL, responsable scientifique de l’expe\u0301rience RPW (Radio and Plasma Waves), charge\u0301 d’analyser les ondes e\u0301mises par les plasmas sur Solar Orbiter et implique\u0301 dans l’expe\u0301rience Fields de Parker Solar Probe.<\/p>\n

Premie\u0300re e\u0301nigme concernant la couronne : celle de son chauffage. De\u0300s 1869, les astronomes ame\u0301ricains William Harkness et Charles Young remarquent, au cours d’une e\u0301clipse, la pre\u0301sence d’une raie inconnue dans le spectre de la lumie\u0300re visible qu’elle e\u0301met. Interpre\u0301te\u0301e d’abord comme une preuve de l’existence d’un nouvel e\u0301le\u0301ment chimique, le \u00ab\u00a0coronium\u00a0\u00bb, cette bande de couleur verte est produite – on le de\u0301couvrira dans les anne\u0301es 1930 \u2013 par des atomes de fer ayant perdu 13 de leurs 26 e\u0301lectrons. Proble\u0300me : pour que le fer se retrouve dans cet e\u0301tat, il doit avoir e\u0301te\u0301 porte\u0301 a\u0300 des tempe\u0301ratures conside\u0301rables. Pas moins de deux millions de degre\u0301s ! Or, les observations sont formelles : la surface du Soleil atteint a\u0300 peine les 5.500 \u00b0C… De plus, elle est un million de fois plus brillante que la couronne, dont les e\u0301missions lumineuses se limitent pour l\u2019essentiel a\u0300 des rayons UV et X. Comment expliquer qu\u2019en s\u2019e\u0301loignant du brasier, la chaleur augmente au lieu de diminuer ? Et cela, de plus de 300 fois, dans une couche de l’atmosphe\u0300re de 2.000 kilome\u0300tres d’e\u0301paisseur a\u0300 peine !<\/p>\n

Diverses the\u0301ories ont e\u0301te\u0301 propose\u0301es : l’une, avance\u0301e par l’astrophysicien ame\u0301ricain Eugene Parker (1927-2022), connu pour avoir the\u0301orise\u0301 dans les anne\u0301es 1950 l’existence du vent solaire, fait appel a\u0300 des \u00ab\u00a0nano-e\u0301ruptions\u00a0\u00bb ; une autre fait intervenir les \u00ab\u00a0ondes d’Alfve\u0301n\u00a0\u00bb, des vibrations se propageant le long des lignes de champs magne\u0301tiques avant de dissiper leur e\u0301nergie en altitude. Mais aucune de ces hypothe\u0300ses n’a pu e\u0302tre confirme\u0301e.<\/p>\n

L’autre grande interrogation concerne le vent solaire, ce flux d’e\u0301lectrons, de protons et d’ions e\u0301mis en permanence par la couronne et qui se re\u0301pand en spiralant a\u0300 travers l’ensemble du Syste\u0300me solaire. \u00ab\u00a0En le mesurant, les astronomes se sont aperc\u0327us qu’il pre\u0301sente deux re\u0301gimes de vitesse diffe\u0301rents, indique Kader Amsif, responsable du programme Soleil, he\u0301liosphe\u0300re, magne\u0301tosphe\u0300re au Cnes. L’un, de 600 a\u0300 800 km\/s, est dit ‘rapide’ et reste inexplique\u0301, me\u0302me s’il semble provenir de zones plus froides des po\u0302les, appele\u0301es ‘trous coronaux’. \u00a0\u00bb<\/p>\n

D’e\u0301tranges phe\u0301nome\u0300nes dans le vent solaire<\/b><\/p>\n

Comment ces bourrasques sont-elles acce\u0301le\u0301re\u0301es depuis la base quasi statique de l’atmosphe\u0300re ou\u0300 elles sont cense\u0301es prendre naissance ? De quelle fac\u0327on acquie\u0300rent-elles la ve\u0301locite\u0301 qui leur est ne\u0301cessaire pour e\u0301chapper a\u0300 la gravite\u0301 et aux champs magne\u0301tiques du Soleil ? Par ailleurs, pourquoi sont-elles si chaudes ?<\/p>\n

En se rapprochant de l’e\u0301toile jusqu’a\u0300 des distances ine\u0301dites, les missions ame\u0301ricaine et europe\u0301enne pourraient re\u0301colter de pre\u0301cieuses informations. De fait, elles ont de\u0301ja\u0300 produit des re\u0301ve\u0301lations spectaculaires. De\u0300s son premier survol de l’astre, en octobre 2018, Parker Solar Probe a pu observer d’e\u0301tranges phe\u0301nome\u0300nes dans le vent solaire, pre\u0300s de sa source : de soudaines modifications de la ge\u0301ome\u0301trie des lignes de champs magne\u0301tiques le long desquelles il se de\u0301place. \u00ab\u00a0Ces renversements du champ magne\u0301tique local durent quelques secondes a\u0300 plusieurs heures et cre\u0301ent, sur ces structures, des lacets (ou switchbacks ) en forme de S plus ou moins marque\u0301s\u00a0\u00bb, raconte Clara Froment, charge\u0301e de recherches CNRS au Laboratoire de physique et de chimie de l’environnement et de l’espace (LPC2E), a\u0300 Orle\u0301ans. La surprise ne vient pas tant de l’existence de ces \u00ab\u00a0de\u0301flexions\u00a0\u00bb – d’autres sondes en avaient de\u0301tecte\u0301 – que de leur fre\u0301quence et de leur nombre. Sugge\u0301rant la possibilite\u0301 qu’elles soient, d’une fac\u0327on ou d’une autre, associe\u0301es au me\u0301canisme responsable du chauffage et de l’acce\u0301le\u0301ration du vent solaire.<\/p>\n

En attendant le prochain pic d’activite\u0301 du Soleil<\/b><\/p>\n

Quelques mois plus tard, en mai 2020, c’e\u0301tait au tour de Solar Orbiter de surprendre les astronomes. Les premie\u0300res images de la couronne envoye\u0301es par la sonde de\u0301voilaient la pre\u0301sence d’une nue\u0301e de minuscules boucles e\u0301claire\u0301es : pas moins de 1.500 sur le champ de vue explore\u0301 par l’instrument en quatre minutes d’observation, et couvrant des re\u0301gions de 400 a\u0300 4.000 kilome\u0300tres. Depuis, des dizaines de milliers de ces \u00ab\u00a0feux de camp\u00a0\u00bb (campfires) ont e\u0301te\u0301 identifie\u0301s sur des images exhume\u0301es des archives des observatoires, laissant supposer qu’ils constituent une forme d’activite\u0301 permanente du Soleil.<\/p>\n

Pourraient-ils correspondre a\u0300 ces fameuses nano-e\u0301ruptions si longtemps invoque\u0301es – mais jamais observe\u0301es – pour expliquer le chauffage de la couronne ? Ces tempe\u0302tes, un milliard de fois moins puissantes que celles susceptibles d’e\u0302tre de\u0301tecte\u0301es depuis la Terre, seraient produites constamment, partout a\u0300 la base de la couronne, par l’entortillement de lignes de champs magne\u0301tiques suppose\u0301ment induit par les mouvements internes du Soleil… \u00ab\u00a0Pris individuellement, ces ‘feux de camp’ sont des e\u0301ve\u0301nements insignifiants. Pour savoir si, collectivement, ils pourraient chauffer la couronne, il faudrait pouvoir e\u0301tablir leurs bilans d’e\u0301nergie, ce qui ne sera pas simple\u00a0\u00bb , tempe\u0300re Fre\u0301deric Auche\u0300re, astronome a\u0300 l’IAS (Institut d’astrophysique spatiale) et responsable des spectro-imageur et imageur Spice et EUI de Solar Orbiter.<\/p>\n

Les deux sondes devraient avoir rejoint leur place en 2024 ou 2025 pour assister au grand spectacle a\u0300 venir : le prochain pic d’activite\u0301 du Soleil. \u00ab\u00a0Ce maximum se caracte\u0301rise par une augmentation du nombre des e\u0301ruptions et des e\u0301jections de masse coronale, ainsi que par une inversion des po\u0302les magne\u0301tiques de notre e\u0301toile , explique Sacha Brun, responsable scientifique du programme Solar Orbiter au CEA. Tous ces e\u0301ve\u0301nements vont pouvoir e\u0302tre observe\u0301s avec une re\u0301solution et sous des angles ine\u0301dits. Cela permettra de comprendre quantite\u0301 de phe\u0301nome\u0300nes. Qu’il s’agisse des irre\u0301gularite\u0301s du cycle de onze ans qui rythme l’activite\u0301 du Soleil, de la dynamo a\u0300 l’origine de ses champs magne\u0301tiques, des ondes sismiques qui parcourent l’inte\u0301rieur de notre e\u0301toile, ou encore de la modulation de la spirale de\u0301crite par le vent solaire.\u00a0\u00bb L’aventure ne fait que commencer !<\/p>\n

Toucher le Soleil : mission accomplie !<\/b><\/p>\n

Parvenir a\u0300 de\u0301ployer des instruments dans l’atmosphe\u0300re du Soleil… Une prouesse que les astrophysiciens auront mis pas moins de six de\u0301cennies a\u0300 accomplir. De\u0300s 1958, le Conseil national de la recherche des E\u0301tats-Unis pre\u0301conisait l’envoi d’une sonde dans les re\u0301gions situe\u0301es entre notre e\u0301toile et l’orbite de Mercure. Un projet hors de porte\u0301e des technologies alors disponibles. Mais dans les anne\u0301es 1960, la confirmation de l’existence du vent solaire par les premie\u0300res missions sovie\u0301tiques Luna incitera d’autres nations a\u0300 se lancer dans la course. Plus d’une dizaine de projets de vaisseaux spatiaux verront ainsi le jour, en URSS, aux E\u0301tats-Unis et me\u0302me en France. Certains projettent d’envoyer des astronefs directement a\u0300 l’inte\u0301rieur du Soleil gra\u0302ce a\u0300 des syste\u0300mes de propulsion nucle\u0301aire, d’autres visent par la suite a\u0300 tirer parti de l’attraction gravitationnelle de plane\u0300tes afin de placer des engins sur des orbites leur permettant de passer, a\u0300 une ou plusieurs reprises, a\u0300 travers l’atmosphe\u0300re solaire.<\/p>\n

A\u0300 l’e\u0301tude entre 2000 et 2005, dans le cadre du programme New Horizons de la Nasa, la mission Solar Probe imaginait se servir de Jupiter comme d’une fronde pour placer une sonde sur une trajectoire qui lui aurait permis de survoler les deux po\u0302les de notre e\u0301toile, a\u0300 une altitude de 2,8 millions de kilome\u0300tres. Mais, juge\u0301e trop che\u0300re et par trop incertaine quant a\u0300 ses retombe\u0301es scientifiques (Solar Probe devait effectuer au mieux deux survols), elle sera retoque\u0301e par la Nasa. L’actuelle Parker Solar Probe, lance\u0301e en 2018, a he\u0301rite\u0301 de ces travaux pre\u0301paratoires. Moins ambitieuse pour ce qui est de sa pe\u0301ne\u0301tration dans l’atmosphe\u0300re du Soleil (la sonde ne s’approchera jamais de sa surface a\u0300 moins de 6,9 millions de kilome\u0300tres), la mission recueillera davantage de donne\u0301es gra\u0302ce a\u0300 une vitesse re\u0301duite et un nombre d’allers-retours plus important – 24. Son plan de vol ne pre\u0301voit pas une observation des po\u0302les. Mais cette ta\u0302che sera assure\u0301e par la sonde Solar Orbiter de l’ESA, lance\u0301e en 2020, qui toutefois ne passera jamais a\u0300 moins de 42 millions de kilome\u0300tres de l’astre.<\/p>\n

Les deux sondes auront-elles des successeurs ? En fe\u0301vrier 2022, la Nasa a annonce\u0301 la se\u0301lection de deux futures missions solaires. La premie\u0300re, baptise\u0301e Muse, a pour but de de\u0301ployer dans l’espace un te\u0301lescope fonctionnant dans le domaine des \u00ab\u00a0ultraviolets extre\u0302mes\u00a0\u00bb, a\u0300 me\u0302me de re\u0301aliser des images de la couronne solaire d’une re\u0301solution ine\u0301dite. La seconde, HelioSwarm, s’appuiera quant a\u0300 elle sur une flottille de neuf satellites qui, fonctionnant de conserve, seront pour la premie\u0300re fois capables de cartographier les fluctuations du champ magne\u0301tique e\u0301mis depuis la surface de notre astre et les turbulences de son vent.<\/p>\n

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