Une hélice de plasma tournante vue par Solar Orbiter
Une hélice de plasma en rotation, échappant du soleil à la suite d’une éjection de masse coronale (CME), a été capturée en vidéo par Solar Orbiter de l’Agence Spatiale Européenne. Cette observation pourrait fournir des indices essentiels sur la libération de l’énergie magnétique qui alimente le vent solaire et les éruptions géantes du soleil.
La découverte de l’hélice tournante
L’hélice tournante a été repérée par Solar Orbiter le 12 octobre 2022. Elle a duré plus de trois heures et s’est étendue sur une longueur de 2 millions de kilomètres, transportant ainsi du plasma et de l’énergie magnétique loin du soleil.
Le rôle de l’instrument Metis
Solar Orbiter a utilisé son instrument Metis, qui comprend un coronographe pour bloquer l’éblouissement de la partie centrale du soleil, afin de permettre à Solar Orbiter de voir uniquement l’atmosphère externe plus faible du soleil, appelée la couronne, en lumière visible et ultraviolette. C’est cette couronne, composée d’hélices, que nous pouvons observer depuis la Terre pendant une éclipse solaire totale.
Un aperçu détaillé
Des structures hélicoïdales ont déjà été observées dans la couronne solaire auparavant, mais elles n’avaient jamais été observées avec autant de détails ni pendant aussi longtemps. La façon dont l’hélice s’est développée offre maintenant des indices aux physiciens solaires sur ce qui alimente le vent solaire et les CMEs.
L’origine de l’hélice tournante
Les chercheurs ont étudié l’hélice tournante et l’ont retracée jusqu’à son origine dans la couronne inférieure. Selon leur étude, l’énergie magnétique est stockée dans des lignes de champ magnétique tendues à la base de la couronne. La couronne est remplie de trous, semblables à du fromage suisse, où les lignes de champ magnétique sont ouvertes, s’étendent dans l’espace au lieu de se courber sur la surface du soleil (appelée photosphère) en une boucle fermée.
Le rôle de l’événement de reconnexion d’interchange
Le vent solaire souffle à travers ces trous coronaires. Un phénomène appelé reconnexion d’interchange se produit, c’est la reconnexion magnétique entre les champs magnétiques ouverts et fermés dans la partie inférieure de la couronne. Les événements de reconnexion les plus puissants peuvent libérer suffisamment d’énergie pour produire des éruptions solaires et des filaments magnétiques explosifs qui se transforment en CMEs.
Les jets interconnectés
À une plus petite échelle, la reconnexion d’interchange alimente une population constante de jets qui injectent de l’énergie dans la couronne et à travers les trous coronaires. Ces jets alimentent des ondes magnétiques dans le plasma solaire appelées ondes d’Alfvén, qui à leur tour poussent le plasma à travers les trous coronaires et éjectent de la matière sur le vent solaire qui souffle à travers ces trous. Mais où entre en jeu l’hélice tournante ?
La structure magnétique de l’hélice
D’après les observations de Solar Orbiter et de la sonde Parker Solar Probe de la NASA, des physiciens solaires sont convaincus que la structure magnétique du plasma s’échappant d’un événement de reconnexion d’interchange massif se présente sous la forme d’une corde de flux vrillée.
La découverte de Solar Orbiter
Solar Orbiter a pu observer précisément cette corde de flux vrillée après un puissant événement de reconnexion d’interchange qui a libéré une énorme CME dans l’espace.
Les explications de l’équipe de recherche
L’équipe de Paolo Romano de l’Institut National d’Astrophysique de l’Observatoire Astrophysique de Catane en Italie explique que la nature vrillée de la corde de flux est une conséquence naturelle d’une reconnexion d’interchange de longue durée. Les observations de Solar Orbiter avec Metis ont révélé plus de détails. L’inclinaison des caractéristiques vrillées dans la corde de flux diminue avec la hauteur au-dessus du soleil, ce qui indique que les lignes de champ magnétique sont de plus en plus alignées radialement avec le soleil lorsqu’elles se propagent dans le système solaire. Les perturbations dans le champ magnétique transporté par la corde pourraient ensuite s’amplifier lorsqu’elles se poursuivent dans l’espace profond.
Les perturbations magnétiques
L’équipe de Romano suppose que ce sont ces perturbations qui créent les switchbacks magnétiques, où la direction du champ magnétique dans le vent solaire s’inverse soudainement avant de continuer en avançant en zigzag, comme l’ont observé Solar Orbiter et Parker Solar Probe.
La compréhension accrue du soleil
Pendant des décennies, les plus grands mystères du soleil – comme la façon dont la couronne solaire est chauffée à plus d’un million de degrés Celsius, et d’où vient l’énergie qui alimente le vent solaire et les CMEs – étaient des secrets bien gardés. Maintenant que Solar Orbiter et Parker Solar Probe s’approchent autant du soleil, les mystères du soleil se dévoilent enfin.
Conclusion
Les observations de Solar Orbiter ont permis de découvrir une hélice de plasma en rotation après un événement de reconnexion d’interchange massif. Ces découvertes fournissent des indices précieux sur l’énergie magnétique qui alimente le vent solaire et les éruptions solaires, ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhension de notre étoile.
