Solar Orbiter découvre de minuscules jets qui pourraient alimenter le vent solaire

La sonde spatiale ESA/NASA Solar Orbiter a découvert une multitude de minuscules jets de matière s'échappant de l'atmosphère extérieure du Soleil. Chaque jet dure entre 20 et 100 secondes et expulse du plasma à environ 100 km/s. Ces jets pourraient être la source d’énergie solaire tant recherchée.

Le vent solaire est constitué de particules chargées, appelées plasma, qui s'échappent continuellement du Soleil. Il se propage vers l'extérieur à travers l'espace interplanétaire, entrant en collision avec tout ce qui se trouve sur son passage. Lorsque le vent solaire entre en collision avec le champ magnétique terrestre, il produit des aurores.

Bien que le vent solaire soit une caractéristique fondamentale du Soleil, comprendre comment et où il est généré à proximité du Soleil s’est avéré difficile à comprendre et constitue un objectif d’étude clé depuis des décennies. Aujourd’hui, grâce à son instrumentation supérieure, Solar Orbiter nous a fait un pas de plus important.

Les données proviennent de l’instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI) de Solar Orbiter. Les images du pôle sud du Soleil prises par EUI le 30 mars 2022 révèlent une population de caractéristiques faibles et de courte durée associées à de petits jets de plasma éjectés de l'atmosphère du Soleil.

"Nous n'avons pu détecter ces minuscules jets qu'en raison des images haute résolution et haute cadence sans précédent produites par EUI", explique Lakshmi Pradeep Chitta, de l'Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire, en Allemagne, et auteur principal de l'article décrivant ce travail. . En particulier, les images ont été prises dans le canal ultraviolet extrême de l'imageur haute résolution d'EUI, qui observe le plasma solaire à un million de degrés à une longueur d'onde de 17,4 nanomètres.

Il est particulièrement important que l'analyse montre que ces caractéristiques sont causées par l'expulsion du plasma de l'atmosphère solaire.

Les chercheurs savent depuis des décennies qu'une fraction importante du vent solaire est associée à des structures magnétiques appelées trous coronaux – des régions où le champ magnétique du Soleil ne redescend pas vers le Soleil. Au lieu de cela, le champ magnétique s’étend profondément dans le système solaire.

Le plasma peut circuler le long de ces lignes de champ magnétique « ouvertes », se dirigeant vers le système solaire, créant ainsi le vent solaire. Mais la question était : comment le plasma a-t-il été lancé ?

L’hypothèse traditionnelle était que la couronne étant chaude, elle se dilaterait naturellement et une partie s’échapperait le long des lignes de champ. Mais ces nouveaux résultats portent sur le trou coronal situé au pôle sud du Soleil, et les jets individuels révélés remettent en question l'hypothèse selon laquelle le vent solaire se produit uniquement dans un flux continu et constant.

"L'un des résultats est que, dans une large mesure, ce flux n'est pas réellement uniforme. L'omniprésence des jets suggère que le vent solaire provenant des trous coronaux pourrait provenir d'un écoulement très intermittent", explique Andrei Zhukov, de l'Observatoire royal de Belgique. , un collaborateur des travaux qui a dirigé la campagne d'observation de Solar Orbiter.

L'énergie associée à chaque jet individuel est faible. À l’extrémité supérieure des phénomènes coronaux se trouvent les éruptions solaires de classe X, et à l’extrémité inférieure se trouvent ce qu’on appelle les nanoéruptions. Il y a un milliard de fois plus d’énergie dans une éruption X que dans une nanoflare. Les minuscules jets découverts par Solar Orbiter sont encore moins énergétiques que cela, manifestant environ mille fois moins d’énergie qu’une nanoflare et canalisant la majeure partie de cette énergie vers l’expulsion du plasma.

Leur omniprésence impliquée par les nouvelles observations suggère qu’ils expulsent une fraction substantielle de la matière que nous voyons dans le vent solaire. Et il pourrait y avoir des événements encore plus petits et plus fréquents, offrant encore plus.

"Je pense que c'est une étape importante que de trouver quelque chose sur le disque qui contribue certainement au vent solaire", déclare David Berghmans, Observatoire royal de Belgique et chercheur principal de l'instrument EUI.

À l’heure actuelle, Solar Orbiter tourne toujours autour du Soleil près de son équateur. Ainsi, dans ces observations, EUI regarde à travers le pôle sud sous un angle rasant.