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Le mystère de la couronne solaire enfin résolu ?

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Les astronomes se demandent depuis longtemps ce qui peut chauffer la couronne solaire. Une étude menée à l'aide de deux observatoires solaires spatiaux semble prouver que cette chaleur est transférée de l'intérieur du Soleil vers la couronne par de petits jets de plasma, les spicules.

Image du Soleil réalisée par SDO en ultraviolet. Les couleurs indiquent la température (de 800.000 kelvins en bleu à 2 millions de kelvins en rouge). Des jets de plasma chaud, les spicules, s'élèvent dans la chromosphère. © LMSAL/Bart De Pontieu
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Lorsqu'on admire une éclipse totale de Soleil, on remarque tout autour de notre étoile masquée par la Lune une grande auréole lumineuse, la couronne solaire. Bien que la surface du Soleil, la photosphère, soit à une température d'environ 6.000 K, la couronne solaire pourtant plus éloignée est beaucoup plus chaude, entre 1 et 3 millions de kelvins. Cette anomalie est l'un des grands axes de la recherche en physique solaire depuis les années 1930, époque où l'astronome Bernard Lyot, assisté d'Audouin Dollfus, a mis au point le coronographe, une ingénieuse lunette permettant de simuler des éclipses totales et d'observer les régions périphériques du Soleil.

Pour tenter de comprendre l'énigme du chauffage de la couronne solaire, une équipe de chercheurs du LMSAL (Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory) a utilisé les données fournies par deux satellites solaires. Le premier, Hinode, est un observatoire japonais en orbite depuis la fin de l'année 2006. Le second, SDO (Solar Dynamics Observatory), a été lancé début 2010 par la Nasa. Tous deux permettent de suivre l'activité solaire à haute résolution, en scrutant des petites parcelles de la surface de notre étoile.

Les spicules vues par SDO. Elles pourraient servir à transporter le plasma solaire dans la couronne. © Nasa

Les spicules, tubes de chauffage

On connaît depuis longtemps l'existence à la surface du Soleil des spicules, de longs tubes formés par l'intense champ magnétique solaire dans lesquels circule très rapidement du plasma. Les spicules sont particulièrement actives autour des taches solaires. Au cours de leur brève durée de vie (quelques minutes) elles se soulèvent puis retombent sur le Soleil.

Personne n'avait imaginé que ces spicules puissent avoir un effet de chauffage appréciable de la couronne solaire. Mais en 2007 l'équipe du LMSAL a découvert une nouvelle variété de spicules très chaudes et se déplaçant verticalement à plus de 100 kilomètres à la seconde. Les images haute résolution de Hinode et SDO ont montré depuis les connexions qui s'établissent entre ces spicules et la couronne solaire, une découverte rapportée dans le dernier numéro de la revue Science. Selon l'article publié par les chercheurs du LMSAL, les spicules sont accélérées verticalement dans la couronne solaire et viennent y déverser leur plasma brûlant telles des fontaines.

Il faudra attendre 2012 et la mise en service d'une autre mission de la Nasa, Iris (Interface Region Imaging Spectrograph), pour mieux comprendre ce phénomène de transfert ainsi que le rôle joué par la chromosphère (une couche épaisse de 10.000 kilomètres située entre la photosphère et la couronne), zone de transit des spicules.