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Hinode : le voile se lève sur le vent solaire

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Les données transmises par le satellite Hinode révèlent quelques-uns des processus à l'œuvre dans le vent solaire, ce gaz qui perturbe et agite continuellement le champ magnétique de la Terre.

Le satellite Hinode sur orbite (vue d'artiste). Crédit Jaxa

Lancé le 23 septembre 2006 par une fusée M-V depuis le centre spatial japonais de Uchinoura, Hinode (originellement Solar-B) est un satellite d'observation du Soleil qui résulte d'une collaboration entre les agences spatiales japonaise (Jaxa), américaine (Nasa), européenne (Esa) et britannique. Il a pour principale fonction de cartographier le Soleil en très haute résolution, bien mieux que ce qui était possible jusqu'ici, notamment à l'aide du XRT (X-ray Telescope), un télescope de type Wolter étudiant les composants les plus actifs de la couronne solaire.

Celui-ci a été mis à profit pour observer les vagues d'Alfvén, des ondes magnétohydrodynamiques provoquées par les mouvements convecteurs, et les ondes sonores de la chromosphère, ou lorsque les champs magnétiques sont déformés et reconnectés par des courants électriques créés par des processus dynamiques.

Depuis longtemps, les vagues d'Alfvén (ou ondes d'Alfvén) ont été considérées comme la meilleure source potentielle de vent solaire, car elles peuvent transférer l'énergie de la surface de l'astre vers son atmosphère puis vers l'extérieur. Mais elles étaient pratiquement impossibles à observer jusqu'ici, en raison de la résolution insuffisante des instruments, aussi bien au sol que depuis l'espace.

Une équipe de scientifiques conduite par Jonathan Cirtain, un astrophysicien spécialisé dans l'étude du Soleil au Marshall Space Flight Center à Huntsville (Alabama), a mis à profit la période de calme solaire, qui ne se reproduit que tous les onze ans, pour scruter les pôles du Soleil au moyen du XRT et confirmer cette hypothèse.

Ils ont ainsi observé une moyenne de 240 jets coronaux par jour, un record permis par à la haute définition de l'instrument. Ils en ont conclu que le phénomène de reconnexion magnétique, qui intervient lorsque deux champs de charge opposée se heurtent et libèrent de l'énergie, est la principale cause de la formation des vagues d'Alfvén et du jaillissement de plasma à haute énergie dans les émissions de rayons X. "Ces observations montrent une claire relation entre la formation magnétique de reconnexion et la formation de vagues d'Alfvén dans les jets de rayons X", annonce Cirtain.


Prise le 11 novembre 2006 par Hinode, cette image révèle les cellules de convection de la surface du Soleil, qui résultent de l'interaction entre les gaz ionisés et le champ magnétique, surmontées de jets de matière s'étendant vers l'extérieur. Crédit Hinode Jaxa/Nasa

Une autre équipe de recherche, conduite par Bart De Pontieu, un astrophysicien solaire du Solar and Astrophysics Laboratory de Lockheed Martin à Palo Alto (Californie) a utilisé l'instrument SOT (Solar Optical Telescope), un télescope de 50 cm de diamètre qui travaille en lumière visible pour étudier la chromosphère en très haute résolution (0,2 arc/seconde). Elle a constaté que celle-ci était littéralement criblée de vagues d'Alfvén, qui alimentent continuellement le vent solaire en fuyant vers la couronne.

"Nous constatons que la plupart de ces vagues ont des périodes de plusieurs minutes, bien plus que beaucoup de modèles théoriques l'avaient supposé dans le passé," signale De Pontieu. Des simulations effectuées sur un ordinateur de l'université d'Oslo, en Norvège, indiquent que le phénomène de reconnexion est loin d'être la seule cause des vagues d'Alfvén, mais que celles-ci se forment aussi en abondance lorsque le champ magnétique du Soleil est bousculé par des mouvements convecteurs et des ondes sonores parcourant la basse chromosphère.

A présent, Hinode se prépare à aborder la période de croissance d'activité solaire, qui devrait atteindre son maximum d'ici cinq ans, et fournir de nouveaux renseignements qui permettront peut-être un jour de mieux prévoir les sautes d'humeur de notre astre du jour.