Il y a beaucoup de questions sur le Soleil, mais les scientifiques semblent se rapprocher de la réponse à au moins l'une d'entre elles avec l'aide de Solar Orbiter de l'ESA. Les données recueillies par la sonde suggèrent que la reconnexion constante de minuscules lignes de champ magnétique pourrait être au moins en partie la raison pour laquelle certaines parties du Soleil sont beaucoup plus chaudes que d'autres.
La surface du Soleil a une température d'environ 5500°C, ce qui est tout à fait normal pour de telles étoiles. Cependant, la substance dans l'atmosphère du Soleil devient plus chaude après s'être éloignée de la surface - dans les couches supérieures, appelées couronne, elle atteint 2 millions de °C. Les scientifiques connaissent cette inversion de température depuis les années 1940, mais ils ne savent pas du tout pourquoi elle existe. Actuellement, l'un des principaux candidats pour expliquer ce phénomène est la reconnexion magnétique permanente à petite échelle.
La reconnexion magnétique à grande échelle est bien connue. La plupart des étoiles sont des boules turbulentes de plasma chaud, un liquide constitué de particules chargées interagissant activement avec les forces électromagnétiques. Autrement dit, des objets comme le Soleil sont imprégnés de champs magnétiques extrêmement complexes. Au-delà de la couche la plus profonde de l'atmosphère du Soleil, la photosphère, les lignes de champ magnétique peuvent s'emmêler, s'étirer, se rompre, puis se reconnecter. Il en résulte une énorme explosion d'énergie qui alimente les éruptions solaires et les éjections de masse coronale.
Les scientifiques ont émis l'hypothèse qu'à plus petite échelle, les événements de réunification "injectent" de l'énergie dans la couronne, lui fournissant une source de chauffage. Cependant, le Soleil est très chaud et brillant, ce qui le rend difficile à observer - les scientifiques ne disposaient pas d'instruments capables d'enregistrer ce processus. Et c'est là que le Solar Orbiter est entré en jeu. La sonde solaire de l'ESA, lancée en février 2020, s'est approchée de l'étoile à une distance un peu dangereuse pour étudier en détail son activité.
Lors de la première approche, le vaisseau spatial a vu quelque chose d'étonnant. Des images à ultra haute résolution dans l'ultraviolet extrême ont révélé une reconnexion magnétique se produisant à une échelle absolument minuscule pour le Soleil - seulement 390 km de diamètre. C'est vraiment incroyable - les scientifiques ont pu étudier le phénomène depuis la surface du Soleil, qui est légèrement plus petite que la longueur du Grand Canyon.
En une heure, le vaisseau spatial a enregistré un point connu sous le nom de point zéro, où l'intensité du champ magnétique tombe à zéro. C'est le point de reconnexion magnétique. Pendant ce temps, la température du point zéro a été maintenue au niveau d'environ 10 millions de °C. C'est la reconnexion dite « douce », mais une phase de reconnexion plus active a également été observée au point zéro. Elle a duré environ 4 minutes et a montré que ces deux types d'événements se produisent simultanément et à une échelle plus petite que ce que les scientifiques pouvaient prédire auparavant.
Ces deux types de reconnexion transfèrent de la masse et de l'énergie à la couronne au-dessus d'eux, fournissant une source de chaleur qui peut expliquer, au moins en partie, l'inversion de température. Les données suggèrent également que la reconnexion peut se produire même à des échelles trop petites pour être capturées par Solar Orbiter. Cependant, la sonde doit se rapprocher encore plus pour obtenir une image avec une résolution encore plus élevée. Mais les scientifiques ont déjà la première preuve qu'une reconnexion magnétique permanente se produit à la surface du Soleil à petite échelle, ce qui confirme l'hypothèse du réchauffement de la couronne
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