Zoom sur une région calme du Soleil, peuplée de « cordes magnétique », qui jouent un rôle clé dans les régions actives.
© Tahar Amari et al. /
Centre de physique théorique (CNRS/École Polytechnique/Institut Polytechnique
de Paris).
Une étude publiée dans
The Astrophysical Journal Letters par une équipe internationale coordonnée par
Tahar Amari, directeur de recherche CNRS au Centre de physique théorique de
l’École polytechnique (CPHT), démontre que des structures appelées cordes
magnétiques sont omniprésentes dans le Soleil, y compris dans ses régions les
plus calmes. Leurs travaux, mêlant observations à haute résolution et
simulations avancées, expliquent comment ces cordes participent à chauffer
l’atmosphère solaire à des températures extrêmes.
L’étude publiée dans
The Astrophysical Journal Letters par l’équipe de Tahar Amari, directeur de
recherche CNRS au CPHT de l’École polytechnique, est un nouvel épisode dans la
série scientifique cherchant à comprendre quelles structures magnétiques apportent
l’énergie nécessaire aux phénomènes éruptifs du Soleil. Le Soleil est en effet
constitué de plasma soumis à des mouvements de convection, comme ceux de l’eau
bouillante. Ces mouvements de fluide électrique à l’intérieur de l’étoile
créent des champs magnétiques complexes, dont des « cordes magnétiques » qui
s’élèvent bien au-delà de la surface. Ce nouveau travail contribue à répondre à
une des grandes énigmes de notre étoile : comment son atmosphère peut atteindre
des températures de plus d’un million de degrés alors que sa surface ne dépasse
pas 6 000 degrés.
Cette étude confirme
ainsi une prédiction formulée en 2015 dans la revue Nature. Il s’agissait de
simulations numériques. Ici, en plus des simulations, les observations à haute
résolution de la surface du Soleil par le satellite Hinode associées à une méthode
dite ‘d’échographie magnétique’, a permis de rendre visibles pour la première
fois ces structures, révélant une multitude de cordes de champ magnétique à
petite et moyenne échelles.
Précédemment, dans la
revue Nature, Tahar Amari et ses collègues avaient montré le rôle de « cordes »
magnétiques et de « cages » magnétiques dans les différents types d’éruptions
solaires dans les zones dites actives du Soleil. Les nouveaux résultats, associés
à de nouvelles simulations numériques à ultra-haute résolution, montrent que
ces structures sont aussi omniprésentes, à plus petites échelles, au sein du
Soleil « calme ». La prédiction de 2015 se trouve validée en allant encore plus
loin.
Malgré son nom, le Soleil calme est plein d’activités, qui libèrent des petites quantités d’énergie, comme des spicules, des jets ou des « feux de camps », récemment découverts par la sonde Solar Orbiter.
Cordes magnétiques dans
le Soleil calme, produites avant et pendant une éruption, révélées par une
simulation
à haute résolution incluant la fine couche sous la surface solaire.
© Tahar Amari et al. / Centre de physique théorique (CNRS/École Polytechnique,
IPP)
« Nous avons démontré
que ces cordes du Soleil calme apparaissent à la même altitude que ces feux de
camps et contiennent l’énergie nécessaires pour les alimenter. De plus,
contrairement à ce qui se produit dans les régions solaires actives, ces
structures magnétiques des régions calmes peuvent se connecter à des boucles
magnétiques plus vastes qui relaient l’énergie encore plus haut dans
l’atmosphère du Soleil, via des ondes dites d’Alfven. » souligne Tahar
Amari.
Ces cordes ne contribuent alors pas seulement à ce chauffage localisé : elles génèrent aussi de petites éruptions, certes moins violentes que celles des régions actives, mais qui transportent aussi de l’énergie et participent au chauffage de l’atmosphère solaire.
Les cordes magnétiques pourraient ainsi constituer un chaînon énergétique clé entre la surface du Soleil et son atmosphère supérieure, et fournir une vision unifiée des processus éruptifs dans les régions actives et calmes de notre étoile. Pour les scientifiques, l’histoire continue puisque les observations en cours de Solar Orbiter et du télescope DKIST apporteront de nouvelles données.