Explorer le vent solaire avec une nouvelle vision des petites structures solaires – Technoguide

Les scientifiques ont combiné les données de la NASA et le traitement d’image de pointe pour obtenir de nouvelles informations sur les structures solaires qui créent le flux solaire du vent solaire à grande vitesse, détaillé dans une nouvelle recherche publiée aujourd’hui dans The Astrophysical Journal. Ce premier regard sur des éléments relativement petits, appelés «plumets», pourrait aider les scientifiques à comprendre comment et pourquoi des perturbations se forment dans le vent solaire.

L’influence magnétique du Soleil s’étend sur des milliards de kilomètres, bien au-delà de l’orbite de Pluton et des planètes, définie par une force motrice: le vent solaire. Cette sortie constante de matière solaire transporte le champ magnétique du Soleil dans l’espace, où il façonne les environnements autour de la Terre, d’autres mondes et dans les étendues de l’espace lointain. Les changements dans le vent solaire peuvent créer des effets de météorologie spatiale qui influencent non seulement les planètes, mais aussi les explorateurs humains et robotiques dans tout le système solaire – et ce travail suggère que des caractéristiques relativement petites et inexplorées près de la surface du Soleil pourraient jouer un rôle crucial rôle dans les caractéristiques du vent solaire.

“Cela montre l’importance des structures et des processus à petite échelle sur le Soleil pour comprendre le vent solaire et le système de météorologie spatiale à grande échelle”, a déclaré Vadim Uritsky, scientifique solaire à l’Université catholique d’Amérique et au Goddard Space Flight Center de la NASA, qui conduit l’étude.

Comme tout matériau solaire, qui est constitué d’un type de gaz ionisé appelé plasma, le vent solaire est contrôlé par des forces magnétiques. Et les forces magnétiques dans l’atmosphère du Soleil sont particulièrement complexes: la surface solaire est traversée par une combinaison en constante évolution de boucles fermées de champ magnétique et de lignes de champ magnétique ouvertes qui s’étendent dans le système solaire.

C’est le long de ces lignes de champ magnétique ouvertes que le vent solaire s’échappe du Soleil dans l’espace. Les zones de champ magnétique ouvert sur le Soleil peuvent créer des trous coronaux, des plaques de densité relativement faible qui apparaissent comme des taches sombres dans certaines vues ultraviolettes du Soleil. Souvent, des geysers de matériau solaire qui s’échappent du Soleil pendant des jours à la fois sont noyés dans ces trous coronaux, appelés panaches. Ces panaches solaires apparaissent brillants dans des vues ultraviolettes extrêmes du Soleil, ce qui les rend facilement visibles par des observatoires tels que le satellite Solar Dynamics Observatory de la NASA et d’autres engins et instruments spatiaux. En tant que régions de matériau solaire particulièrement dense en champ magnétique ouvert, les panaches jouent un rôle important dans la création du vent solaire à grande vitesse – ce qui signifie que leurs attributs peuvent façonner les caractéristiques du vent solaire lui-même.

En utilisant des observations à haute résolution du satellite Solar Dynamics Observatory de la NASA, ou SDO, ainsi qu’une technique de traitement d’image développée pour ce travail, Uritsky et ses collaborateurs ont découvert que ces panaches sont en fait constitués de brins de matériau beaucoup plus petits, qu’ils appellent des plumelets. Alors que l’intégralité du panache s’étend sur environ 70000 miles dans les images de SDO, la largeur de chaque brin de plumet n’est que de quelques milliers de miles de diamètre, allant d’environ 2300 miles au plus petit à environ 4500 miles de largeur pour les plus larges plumelets observés.

Bien que des travaux antérieurs aient fait allusion à la structure des panaches solaires, c’est la première fois que des scientifiques observent des plumets bien nets. Les techniques utilisées pour traiter les images ont réduit le «bruit» dans les images solaires, créant une vue plus nette qui a révélé les plumelets et leurs subtils changements dans les moindres détails.

Leurs travaux, focalisés sur un panache solaire observé les 2 et 3 juillet 2016, montrent que la luminosité du panache provient presque entièrement des plumeaux individuels, sans beaucoup de flou supplémentaire entre les structures. Cela suggère que les plumets sont plus qu’une simple caractéristique dans le système plus large d’un panache, mais plutôt les éléments constitutifs dont les panaches sont constitués.

“Les gens ont vu une structure dans et à la base des panaches pendant un certain temps”, a déclaré Judy Karpen, l’une des auteurs de l’étude et chef du laboratoire de météorologie spatiale de la Division des sciences héliophysiques de la NASA Goddard. “Mais nous avons constaté que le panache lui-même est un faisceau de ces plumets plus denses et fluides, ce qui est très différent de l’image des panaches que nous avions auparavant.”

Ils ont également constaté que les plumeaux se déplaçaient individuellement, chacun oscillant de lui-même – ce qui suggère que le comportement à petite échelle de ces structures pourrait être un facteur majeur des perturbations du vent solaire, en plus de leur comportement collectif à grande échelle.

Recherche de signatures de plumet

Les processus qui créent le vent solaire laissent souvent des signatures dans le vent solaire lui-même – des changements dans la vitesse, la composition, la température et le champ magnétique du vent qui peuvent fournir des indices sur la physique sous-jacente du Soleil. Les plumets solaires peuvent également laisser de telles empreintes digitales, révélant davantage leur rôle exact dans la création du vent solaire, même si les trouver et les interpréter peut être son propre défi complexe.

Une source clé de données sera la sonde solaire Parker de la NASA, qui a volé plus près du Soleil que tout autre vaisseau spatial – atteignant des distances aussi proches que 4 millions de miles de la surface solaire à la fin de sa mission – capture des mesures haute résolution du vent solaire qui se balance par le soleil tous les quelques mois. Ses observations, plus proches du Soleil et plus détaillées que celles des missions précédentes, pourraient révéler des signatures de plumet.

En fait, l’une des découvertes précoces et inattendues de Parker Solar Probe pourrait être liée aux plumelets. Lors de son premier survol solaire en novembre 2018, Parker Solar Probe a observé des inversions soudaines dans la direction du champ magnétique du vent solaire, surnommées «lacets». La cause et la nature exacte des lacets sont encore un mystère pour les scientifiques, mais des structures à petite échelle comme les plumelets pourraient produire des signatures similaires.

Trouver les signatures des plumeaux dans le vent solaire lui-même dépend également de la façon dont ces empreintes digitales survivent à leur voyage loin du Soleil – ou si elles seraient maculées quelque part le long des millions de kilomètres qu’elles parcourent du Soleil à nos observatoires dans l’espace.

L’évaluation de cette question reposera sur des observatoires à distance, comme l’ESA et le Solar Orbiter de la NASA, qui a déjà pris les images les plus proches jamais vues du Soleil, y compris une vue détaillée de la surface solaire – des images qui ne feront que s’améliorer à mesure que le vaisseau spatial se rapproche de le soleil. La prochaine mission PUNCH de la NASA – dirigée par Craig DeForest, l’un des auteurs de l’étude sur les plumelets – étudiera comment l’atmosphère du Soleil passe au vent solaire et pourrait également fournir des réponses à cette question.

“PUNCH observera directement comment l’atmosphère du Soleil passe au vent solaire”, a déclaré Uritsky. “Cela nous aidera à comprendre si les plumets peuvent survivre lorsqu’ils se propagent loin du Soleil – si peuvent-ils être réellement injectés dans le vent solaire.”

.

Lire plus

A propos Technoguide

Voir aussi

Le plus grand amas de galaxies connu dans l’univers primitif – Technoguide

Une étude, menée par des chercheurs de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et réalisée …

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Défiler vers le haut