Pourquoi l’atmosphère du Soleil est-elle plus chaude que sa surface ? Cette énigme, qui contredit l’idée reçue selon laquelle les choses se refroidissent à mesure qu’elles s’éloignent d’une source de chaleur, a peut-être enfin été résolue, grâce à l’ESA et à la NASA.
Depuis plus de six décennies, les scientifiques sont déconcertés par un mystère cosmique : pourquoi l’atmosphère du Soleil est-elle plus chaude que sa surface ?
L’atmosphère du Soleil est constituée de plasma, un gaz chargé électriquement, et brille à plus d’un million de degrés Celsius. Cependant, la température à la surface du Soleil n’est que d’environ 6 000 degrés Celsius.
Comment est-ce possible?
Pour répondre à cette question de longue date, les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les turbulences dans l’atmosphère solaire pourraient être responsables de l’échauffement du plasma dans la couronne. Cependant, étudier cette théorie représentait un défi de taille. Pour percer les mystères du Soleil, les scientifiques avaient besoin à la fois de télédétection et de mesures in situ, mais il était impossible de collecter toutes les données nécessaires avec un seul vaisseau spatial.
La télédétection se produit lorsqu’un vaisseau spatial se gare à distance et utilise des caméras pour analyser le Soleil et son atmosphère, montrant des résultats à grande échelle – tandis qu’un autre survole la région étudiée et prend plusieurs mesures qui fournissent des détails spécifiques.
Le Solar Orbiter, dirigé par l’Agence spatiale européenne (ESA), et la Parker Solar Probe de la NASA sont les deux engins spatiaux.
L’alignement des vaisseaux spatiaux de l’ESA et de la NASA était la clé du puzzle solaire
Le Solar Orbiter est conçu pour effectuer des mesures in situ et par télédétection tout en maintenant une distance de sécurité. La Parker Solar Probe, quant à elle, s’est concentrée principalement sur des mesures in situ et a osé se rapprocher encore plus de l’étoile géante.
La pièce manquante du puzzle consistait à aligner la sonde solaire Parker avec le Solar Orbiter pour capturer les conséquences à grande échelle des mesures in situ.
Daniele Telloni, chercheur à l’Institut national italien d’astrophysique (INAF), a découvert que, le 1er juin 2022, les deux engins spatiaux seraient alignés. Le chercheur s’est rendu compte que l’alignement n’était qu’à 45 degrés d’une rotation et dans une direction qui ne permettrait pas de voir la sonde solaire Parker.
Même s’il était initialement difficile de savoir si l’équipe d’exploitation du vaisseau spatial autoriserait cette manœuvre, puisque le vaisseau spatial était conçu pour pointer uniquement dans des directions spécifiques sous la chaleur du Soleil, l’approbation ne s’est pas fait attendre lorsque la nature du bénéfice potentiel des connaissances scientifiques est devenue évidente. .
La révélation et les implications
En capturant des mesures simultanées de la configuration à grande échelle de la couronne solaire et des propriétés microphysiques du plasma, l’équipe a réalisé la première estimation combinée observationnelle et in situ du taux de chauffage coronaire.
Les résultats soutiennent fortement l’hypothèse selon laquelle la turbulence joue un rôle clé dans le transfert d’énergie, à l’instar du brassage du café le matin.
La turbulence stimule des mouvements aléatoires dans le fluide magnétisé, transférant de l’énergie à des échelles plus petites, dont une partie est transformée en chaleur.
La présence de fluide magnétisé dans la couronne solaire permet à l’énergie magnétique stockée de contribuer à ce processus, aboutissant au réchauffement de particules individuelles, principalement des protons.
Même si des recherches supplémentaires sont nécessaires pour percer pleinement le mystère du chauffage solaire, les travaux de Daniele représentent un pas en avant important. Les physiciens solaires disposent désormais de leur première mesure du processus responsable du réchauffement de l’atmosphère solaire, mettant ainsi en lumière une question qui laisse les scientifiques perplexes depuis des décennies.
Il s’agit d’un début scientifique. Ce travail représente une avancée importante dans la résolution du problème de l’échauffement coronaire.
» a commenté Daniel Müller, scientifique du projet.
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