En 2022, une sonde d’observation du Soleil a traversé un flux en forme de S de particules chargées jaillissant de l’étoile. Ces mystérieux renversements, connus sous le nom de switchback, peuvent aider les scientifiques à mieux comprendre ce qui alimente les tempêtes solaires dangereuses — mais leur origine demeure un mystère. Désormais, en réalisant l’empreinte des particules qui forment ce flux, la sonde Solar Orbiter a pu déterminer d’où il provenait.
Dans un nouvel article publié dans Nature Astronomy, une équipe de scientifiques a identifié la source du switchback à la surface du Soleil, révélant les mécanismes complexes du champ magnétique de l’étoile avec un niveau de détail sans précédent. Cette découverte éclaire comment le Soleil chauffe son atmosphère et accélère les particules du vent solaire dans l’espace, aidant les scientifiques à mieux prévoir les événements extrêmes de l’espace qui ont un impact sur la Terre.
Empreinte solaire
Le champ magnétique du Soleil est l’une des forces les plus importantes — et aussi surprenamment mystérieuses — qui façonnent notre système solaire. Il participe à provoquer les éruptions solaires, à lancer d’énormes éruptions de plasma dans l’espace et à influencer les flux de particules chargées qui s’éloignent du Soleil. Ces flux de particules chargées peuvent se tordre, se rompre ou se replier sur eux-mêmes au cours de leur trajet dans le système solaire.
Un switchback magnétique est une courbure soudaine et spectaculaire du champ magnétique du Soleil qui peut donner l’impression qu’il se replie brièvement sur lui-même lors de son voyage dans l’espace avec le vent solaire. En observant le Soleil de près, la sonde Solar Orbiter a repéré l’un de ces switchbacks.
Les observations ont d’abord confirmé que le switchback avait la forme d’un S, ce qui n’avait pas encore été observé directement. Une équipe de scientifiques a ensuite utilisé l’instrument Solar Wind Analyser (SWA) de Solar Orbiter pour prélever un échantillon du plasma qui compose le switchback.
À l’intérieur du switchback, ils ont trouvé un mélange de particules chargées d’oxygène et de carbone. Cela signifiait que les particules chargées se formaient au sein de boucles magnétiques chaudes à la surface du Soleil. « Il existe deux théories concurrentes principales sur la façon dont se forme un switchback, et par extension le vent solaire », a déclaré dans un communiqué Jesse Coburn, chercheur au Centre national français pour la recherche scientifique et auteur principal du nouvel article. « Le mélange spécifique de particules détecté par Solar Orbiter est l’élément probant d’un processus de formation connu sous le nom de « réconnexion par échange ».»
Ce processus se produit lorsque des portions du Soleil possédant des propriétés magnétiques différentes interagissent. Il pousse alors les lignes à se rassembler, à se claquer et à se reconnecter de diverses manières, permettant au plasma qui était auparavant piégé dans une boucle d’être libéré dans l’espace.
Observation du Soleil
Les chercheurs derrière cette nouvelle étude ont élaboré un modèle pour identifier la source du switchback à la surface du Soleil.
La découverte révèle que l’atmosphère du Soleil imprime sa signature sur les particules qui composent le vent solaire, offrant aux scientifiques une voie possible pour lire l’historique de ses particules chargées. Elle apporte également un nouvel éclairage sur le champ magnétique du Soleil, qui est l’instigateur principal des tempêtes solaires.
« En tant qu’êtres humains sur Terre — et dans l’espace — nos vies sont entrelacées avec ce qui se passe sur notre étoile. Le vent solaire relie la Terre au Soleil, et notre compréhension de sa dynamique a des implications clés pour savoir comment protéger notre planète des événements extrêmes de l’espace », a déclaré Daniel Müller, le scientifique de projet de l’ESA pour Solar Orbiter, dans un communiqué. « Plus nous en savons, mieux nous pouvons nous préparer aux tempêtes solaires pour protéger nos infrastructures et technologies spatiales. »
