La mission Solar Orbiter de l’ESA a établi un nouveau lien entre une caractéristique intrigante du vent solaire et l’activité du Soleil lui-même. La sonde a traversé un important « retour » magnétique —une inversion en forme de S du champ magnétique du vent solaire— et prélevé des particules dont la composition renvoie à des boucles magnétiques chaudes à la surface du Soleil.
Cette découverte est importante, car les retours font partie de l’environnement magnétique changeant du Soleil. Comprendre leur formation pourrait améliorer la compréhension qu’ont les scientifiques de la manière dont la matière solaire et les champs magnétiques sont libérés dans l’espace, des processus qui contribuent à la météorologie spatiale et peuvent provoquer de dangereuses tempêtes solaires.
Un échantillon rapproché d’une torsion magnétique
Le vent solaire est un flux continu de plasma chaud et électriquement chargé provenant du Soleil. Il transporte des lignes de champ magnétique vers l’extérieur à travers le Système solaire. Ces lignes ne restent pas lisses : elles peuvent se courber, se plier, se rompre et se reconnecter. Un retour est une telle distorsion, dans laquelle la direction du champ magnétique s’inverse brièvement.
Solar Orbiter avait déjà observé à distance un retour en 2022 et confirmé que sa structure était en forme de S, une géométrie prédite par les chercheurs. Lors de la nouvelle observation, la sonde a traversé un retour particulièrement important. Ses instruments ont ainsi pu examiner le plasma à l’intérieur de la structure plutôt que d’en déduire la composition à distance.
Au moment de la rencontre, Solar Orbiter se trouvait à peu près à mi-chemin entre la Terre et le Soleil. Son instrument Solar Wind Analyser a mesuré les particules chargées présentes dans la structure, notamment des ions d’oxygène et de carbone. Selon l’ESA, ce mélange portait des signatures qui n’ont pu être produites que dans des boucles magnétiques chaudes proches de la surface du Soleil.
Des indices en faveur de la reconnexion par échange
Les scientifiques débattent depuis longtemps de la formation des retours, et l’observation ne permet pas de trancher simplement entre deux options sur tous les points. Les particules échantillonnées apportent toutefois des preuves en faveur d’un processus appelé reconnexion par échange.
Dans ce processus, les lignes du champ magnétique ancrées dans des boucles fermées proches du Soleil se reconnectent avec des lignes qui s’étendent dans l’espace interplanétaire. Cette réorganisation peut permettre au plasma associé aux boucles chaudes de s’échapper le long de trajectoires magnétiques ouvertes, en emportant une signature de sa composition et de son origine. L’ESA décrit le mélange d’ions mesuré comme la « preuve irréfutable » de ce mécanisme de formation.
Le résultat dépasse la seule observation d’une structure courbée dans le vent solaire. Il relie des structures observées loin du Soleil à l’activité magnétique de sa surface, où les champs sont constamment remodelés. Cette relation aide les scientifiques à tester les modèles de génération du vent solaire et à comprendre pourquoi il peut contenir des inversions magnétiques brutales.
Pourquoi le comportement magnétique du Soleil est important
Le champ magnétique du Soleil régit une grande partie de son comportement vers l’extérieur. Il influence l’atmosphère solaire, guide les flux de plasma et joue un rôle central dans les éruptions susceptibles d’envoyer des particules énergétiques et des perturbations magnétiques à travers l’espace. Lorsque l’activité solaire atteint la Terre, elle peut affecter les satellites, les communications radio, les services de navigation et les réseaux électriques.
Les retours ne constituent pas en eux-mêmes une prévision d’une tempête solaire particulière. Leur intérêt est scientifique : ce sont des sondes naturelles des processus magnétiques qui façonnent le vent solaire. En reliant l’une de ces structures au plasma de boucles chaudes de la surface, Solar Orbiter fournit aux chercheurs un indice direct sur les mécanismes à l’œuvre près du Soleil.
La mission a été conçue pour combiner des mesures rapprochées du vent solaire avec des observations du Soleil et de son environnement magnétique. Sa trajectoire et ses instruments permettent de relier les données locales sur les particules aux structures plus vastes de l’atmosphère solaire. Le nouveau résultat démontre l’intérêt de cette approche : une rencontre de la sonde loin de la surface solaire peut néanmoins conserver des indices sur les conditions à l’origine de la structure.
Les prochaines étapes de la recherche sur le vent solaire
Cette observation s’ajoute aux efforts visant à déterminer comment le vent solaire est accéléré et structuré. Les chercheurs devront effectuer d’autres rencontres et mesures pour établir à quel point cette signature de particules est fréquente dans différents types de retours et de conditions solaires.
Pour l’instant, Solar Orbiter a fourni un rare échantillon in situ de l’intérieur d’un retour majeur et un indice clair sur son origine. La mesure des ions d’oxygène et de carbone relie une torsion magnétique fugace dans l’espace à la reconnexion dans l’atmosphère extérieure du Soleil, faisant progresser le suivi de l’architecture magnétique turbulente qui s’étend de notre étoile à travers le Système solaire.
Cet article s’appuie sur un reportage d’esa.int. Lire l’article original.
Originally published on esa.int
