Si la température avoisine les 5 500 °C à la surface du Soleil, elle atteint les 2 millions de degrés au niveau de la couche la plus externe de l’astre, communément appelée la couronne. Depuis des décennies, la communauté scientifique s’interroge sur les raisons pour lesquelles la couronne s’échauffe ainsi, bien qu’elle soit plus éloignée de la source de chaleur principale du Soleil. La sonde solaire Parker, qui a survolé l’astre pour la 20e fois au cours du mois dernier, vient d’apporter de nouveaux indices pour résoudre ce mystère.
En 2022, des scientifiques ont avancé l’hypothèse de la reconnexion magnétique pour expliquer le mystère de l’échauffement de la couronne solaire. Ce processus apparaît quand des lignes de champ magnétique de direction opposée se rompent et se reconnectent en libérant de l’énergie. Dans le cadre de l’étude de la couronne solaire, il est question de reconnexions générées à partir de lignes de champ pointant dans une direction similaire.
Des modèles produits dans le cadre d’études antérieures montrent que des lignes de champ magnétique en forme hélicoïdale, qui s’enroulent autour d’un axe commun, peuvent déclencher un réchauffement. Une émission d’énergie se produit et, combinée à d’autres sources d’énergie, suffit à expliquer les températures très élevées de l’atmosphère et de la couronne du Soleil. Cependant, des études plus poussées étaient nécessaires pour confirmer cette hypothèse.
Des inversions de sens dans le champ magnétique du Soleil
Dans le but d’éclairer certains mécanismes mystérieux de la couronne solaire, la NASA y a envoyé la sonde solaire Parker. Équipée d’un ensemble d’instruments de pointe, le vaisseau est capable de mesurer directement la température, la densité et le flux du plasma de la couronne. Ainsi, lorsqu’il a effectué son premier survol rapproché du Soleil au début de sa mission, il a détecté des inversions de sens des lignes de champ magnétique du Soleil, ce qui a ouvert la voie à une nouvelle étude.
Les chercheurs de la nouvelle étude ont constaté que les courbes en forme de S du champ magnétique (résultant des inversions) concentrent une quantité significative d’énergie magnétique, ce qui suggère qu’elles jouent un rôle dans le réchauffement de la couronne. Selon eux, cela se produit lorsqu’elles libèrent cette énergie magnétique en se déplaçant autour du soleil.
Cependant, afin de chauffer la couronne, ces courbes magnétiques, surnommées « lacets », doivent la traverser. « Cette énergie doit aller quelque part, et elle pourrait contribuer au réchauffement de la couronne et à l’accélération du vent solaire », a déclaré dans un communiqué de l’Université du Michigan Mojtaba Akhavan-Tafti, co-auteur de l’étude. Ainsi, pour découvrir le point de départ de ces lacets et comment ils influencent la température de la couronne, Akhavan-Tafti et son équipe ont décidé de passer en revue les données collectées lors de plus d’une douzaine de survols du Soleil effectués par la sonde Parker.
Si les caractéristiques recherchées étaient introuvables au niveau de la partie intérieure de la couronne, les données de la sonde montrent que les lacets sont fréquents dans le vent solaire proche du Soleil. Au départ, les scientifiques avaient émis deux hypothèses. La première stipulait que le champ magnétique prend une forme de S à cause des turbulences du vent solaire. La seconde avançait que les lacets se forment à la surface du Soleil lorsque les lignes et les boucles du champ magnétique se heurtent. Lorsqu’elles fusionnent, elles formeraient ainsi une courbe.
Cependant, les nouvelles données suggèrent que les lacets réchauffant la couronne ne naissent probablement pas à la surface du Soleil, excluant ainsi la seconde hypothèse. Akhavan-Tafti pense toutefois qu’il pourrait encore exister un mécanisme déclencheur à l’origine des lacets, contribuant au réchauffement de la partie la plus externe du Soleil. « Un de ces mécanismes pourrait être des collisions explosives de lignes de champ magnétique chaotiques à la surface du Soleil », explique Akhavan-Tafti.
En effet, quand de telles collisions se produisent, les champs magnétiques vibrent et ce processus crée par la suite des flux de plasma dans le vent solaire. Cependant, si certaines de ces ondes se dissipent, leur énergie peut se déverser dans les couches supérieures du Soleil, réchauffant ainsi la couronne. « Les prochains voyages de Parker Solar Probe vers le Soleil, dès le 24 décembre 2024, permettront de collecter davantage de données encore plus près du Soleil. Nous utiliserons ces données pour tester davantage notre hypothèse », conclut Akhavan-Tafti.