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Lancée le 10 février 2020 par l’Agence Spatiale Européenne, la mission Solar Orbiter se compose d’un satellite d’observation embarquant une dizaine d’instruments et est chargée d’étudier en détail le Soleil, sa structure et sa dynamique, notamment son cycle d’activité et la couronne solaire. Alors que l’engin spatial est encore loin de sa destination finale, les premières images détaillées du Soleil prises par ses instruments viennent d’être publiées, révélant des détails structuraux encore jamais vus. 

Les premières images de la mission Solar Orbiter sont les plus proches jamais prises du Soleil, révélant des mini-éruptions jamais vues auparavant, surnommées « feux de camp », qui peuvent offrir des indices sur ce qui rend la couronne solaire, ou l’atmosphère extérieure, plus chaude que la surface du Soleil.

Les premières images du vaisseau spatial Solar Orbiter ont révélé de nouveaux processus à l’œuvre sur le Soleil. Les héliophysiciens ont remarqué des éruptions solaires miniatures généralisées, qui semblent être des versions plus petites des éruptions solaires visibles depuis la Terre. L’équipe a surnommé les mini-éruptions « feux de camp », l’un des nombreux nouveaux termes inventés par l’équipe Solar Orbiter alors que les chercheurs examinent de riches ensembles de données qui sont maintenant renvoyés par les 10 instruments du vaisseau spatial.

Les chercheurs déclarent que les images de l’Extreme Ultraviolet Imager — un ensemble d’instruments sur Solar Orbiter contenant trois télescopes différents — amélioreront le contraste et la netteté à mesure que les astrophysiciens optimiseront le logiciel de traitement d’image et que le satellite se rapprochera du Soleil.

Des phénomènes potentiellement liés au champ magnétique solaire

Les images publiées jeudi par l’Agence spatiale européenne et la NASA ont été prises alors que Solar Orbiter passait son premier périhélie — le point de son orbite elliptique le plus proche du Soleil — à une distance d’environ 77 millions de kilomètres. C’est à peu près la moitié de la distance de la Terre au Soleil, et juste à l’extérieur de l’orbite de Mercure. Aucun autre télescope solaire n’a observé le Soleil à une distance aussi proche, mais les images s’amélioreront à mesure que Solar Orbiter se rapprochera du Soleil dans les années à venir.

animation soleil

Animation montrant 5 vues du Soleil prises par les instruments Extreme Ultraviolet Imager (EUI) et Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI). Les instruments regardent chacun le Soleil dans différentes longueurs d’onde, montrant des vues de la couronne solaire, la région de transition entre l’atmosphère inférieure et extérieure du Soleil, la vitesse de rotation du Soleil, les champs magnétiques solaires et une image en lumière visible. Crédits : Solar Orbiter/EUI Team/ESA

« À notre connaissance, bon nombre de ces caractéristiques spectaculaires n’ont jamais été observées auparavant à cette échelle. Ce ne sont clairement que des images de test, il est donc trop tôt pour tirer des conclusions scientifiques, mais notre conjecture est que ces feux de camp et ces artefacts sont liés à des changements dans le champ magnétique du Soleil, un processus connu sous le nom de reconnexion magnétique », explique Daniel Müller.

« Ces champs magnétiques s’emmêlent et se délient, changeant ainsi de configuration. Ce processus de déchirure peut libérer de l’énergie en grande quantité, et cela peut ensuite chauffer le plasma localement à des températures de plus d’un million de degrés, ce que nous voyons dans les images ».

Feux de camp solaires : des mini-éruptions responsables de la température de la couronne ?

L’instrument Extreme Ultraviolet Imager comprend trois télescopes, chacun réglé pour regarder une couche différente du Soleil. Les feux de camp sont apparus sur des images de la basse atmosphère du Soleil, ou couronne, où les températures dépassent un million de degrés Celsius. Solar Orbiter transporte six instruments de télédétection pour prendre des photos du Soleil, et quatre autres instruments collectent des données in situ sur l’environnement autour du satellite.

« Les feux de camp sont peu apparentés aux éruptions solaires que nous pouvons observer depuis la Terre, des millions ou des milliards de fois plus petits. Le Soleil peut sembler calme au premier coup d’œil, mais quand nous regardons en détail, nous pouvons voir ces éruptions miniatures partout où nous regardons », indique Berghmans. Le plus petit des feux de camp semble avoir une taille de quelques centaines de kilomètres.

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feux camp

L’un des nombreux feux de camp observés par Solar Orbiter (flèche). Le cercle indique la taille de la Terre pour comparaison. Crédits : Solar Orbiter/EUI Team/ESA

Eugene Parker, un physicien solaire pionnier américain qui a théorisé le vent solaire avant que les scientifiques ne confirment son existence, a prédit que la couronne solaire pourrait être chauffée par de nombreuses minuscules éruptions invisibles aux télescopes solaires autour de la Terre. « Ces feux de camp sont totalement insignifiants individuellement, mais pris ensemble, ils pourraient être la contribution dominante au chauffage de la couronne solaire », explique Frédéric Auchère, de l’Institut d’Astrophysique Spatiale en France.

Sur le même sujet : Solar Orbiter ; Des photos prises au plus près du Soleil

Une mission destinée à mieux comprendre le Soleil, sa structure et sa dynamique

Avec le lancement de Solar Orbiter, les héliophysiciens ont deux vaisseaux observant le Soleil à des distances plus proches que n’importe quelle mission précédente. La sonde solaire Parker de la NASA a été lancée en août 2018 sur une trajectoire qui la rapproche plus du Soleil que Solar Orbiter. Mais Solar Orbiter transporte des caméras et des télescopes, tandis que Parker vole si près du soleil que des températures élevées pourraient endommager ou détruire ses capteurs d’imagerie sensibles.

soleil chromosphere

Structure en réseau caractéristique de la chromosphère solaire, une région de la basse atmosphère du Soleil. Cette vue en détail a été prise dans l’UV par l’Extreme Ultraviolet Imager. Crédits : Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA

Les chercheurs sont impatients d’essayer de relier les mini-éruptions solaires avec des données issues du champ magnétique pour rechercher les causes des éruptions. Solar Orbiter pourrait également collecter des données sur l’origine des éruptions plus importantes, qui peuvent déclencher des explosions stellaires qui peuvent affecter la météo spatiale et provoquer des tempêtes géomagnétiques sur Terre, des perturbations qui peuvent avoir un impact sur les communications radio, les opérations par satellite et les réseaux électriques.

« En mars 2022, nous obtiendrons le premier survol vraiment rapproché, lorsque nous serons à 30 pour cent de la distance Terre-Soleil. Nous inclinerons progressivement notre orbite pour voir les régions polaires pour la première fois. Ce sera le dernier changement de perspective, et cela vaut vraiment la peine d’attendre, car nous pensons vraiment que cela nous donnera beaucoup de nouvelles informations sur le cycle d’activité du Soleil », déclare Müller.

Le premier bon aperçu des pôles solaires viendra en 2025, lorsque Solar Orbiter atteindra une trajectoire inclinée à 17 degrés par rapport au plan écliptique, le plan dans lequel se trouvent les planètes du système solaire. Des survols répétés via Vénus augmenteront progressivement l’inclinaison de la sonde, ou inclinaison orbitale, grâce à la gravité de la planète.

Vidéo de l’ESA montrant les observations effectuées par Solar Orbiter :

Sources : ESA

solar orbiter

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