Des éruptions stellaires puissantes doivent avoir un impact sur l'évolution de toute planète se formant autour d'une étoile, ou sur l'évolution de toute vie se formant sur ces planètes. On s'inquiète aussi pour les mêmes raisons de celles que pourrait faire le Soleil. Les astrophysiciens, comme ceux d'une équipe japonaise tout dernièrement, cherchent à mieux comprendre ces éruptions dont certaines ont été observées avec une puissance 10 fois supérieure à la plus grande éruption solaire connue jusqu'à présent.

Quand on contemple les images livrées ces dernières années par des missions spatiales solaires comme Solar Orbiter ou celle de la sonde Parker, on mesure tout le chemin parcouru par les astrophysiciens solaires dont le premier fut Galilée, lorsqu'il découvrit les taches solaires. Mais l'astrophysique proprement dite ne se développera que plus tard, lorsque l'on va se concentrer sur l’étude du spectre solaire au cours du XIXe siècle grâce à la découverte de la spectroscopie des éléments, développée par les physiciens Joseph von Fraunhofer, Gustav Kirchhoff et le chimiste Robert Bunsen.

L’étude de la couronne et des protubérances solaires va faire un bond en 1931, lorsque l’astronome et opticien français Bernard Lyot va commencer ses observations au Pic du Midi avec le tout nouvel instrument qu’il vient de concevoir : le coronographe. Il va notamment en tirer des films impressionnants montrant les éruptions solaires en accéléré. Parallèlement, la théorie progresse avec les développements des modèles de structure interne et d’atmosphère du Soleil, en particulier sous l’impulsion de Chandrasekhar.


Une compilation des images prises au cours des années par Lyot avec son coronographe. © Cédric Thomas

Une astrophysique stellaire comparée

Les observations du Soleil depuis l’espace vont se mettre en place et se développer au cours des années 1960 et 1970 en complément des observations que l’on peut mener au sol. Des années 1990 aux années 2000, des missions marquantes auront lieu dont les noms sont célèbres, Soho, SDO et Hinode.

Mais de nos jours, les astrophysiciens vont encore plus loin puisqu'ils s'intéressent aux taches stellaires à la surface des autres étoiles et même aux éruptions stellaires qui sont les analogues de celles du Soleil. De nouveau, comme dans le cas des planètes du Système solaire, la nature fait des sortes d'expériences en laboratoire pour nous avec des astres dont elle fait varier les caractéristiques. De la même manière que la Terre nous a donné des clés physiques et chimiques pour comprendre Mars et Jupiter qui en retour nous aident à comprendre la Terre, sa géologie et son climat, l'étude du Soleil nous donne des clés pour comprendre les autres étoiles et inversement.


Les éruptions solaires se produisent lorsque les puissants champs magnétiques à l'intérieur et autour du Soleil se reconnectent. Elles sont généralement associées à des régions actives, souvent considérées comme des taches solaires, où les champs magnétiques sont les plus forts. Elles sont classées selon leur puissance. Les plus petites sont de classe B, suivies de C, M et X pour les plus grandes. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard Space Flight Center

Tout dernièrement, une équipe de chercheurs japonais, dirigée par Shun Inoue de l'Université de Kyoto, a fait savoir qu’elle avait utilisé le télescope Seimei de 3,8 mètres au Japon et le satellite Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess) pour surveiller le système stellaire binaire V1355 Orionis qui est connu pour être fréquemment le lieu de très grandes éruptions stellaires à grande échelle. V1355 Orionis étant située à seulement 400 années-lumière dans la constellation d'Orion c’est une cible de choix à portée des yeux de la noosphère pour mieux comprendre les mécanismes des éruptions stellaires géantes. Pour mémoire, certaines étoiles ont été vues avec des super-éruptions 10 fois plus grandes que la plus grande éruption solaire jamais vue sur le Soleil.

Des observatoires pour une météorologie solaire

Les éruptions solaires, bien que moins spectaculaires, n’en sont pas moins dangereuses pour la technologie en orbite d’Homo sapiens et même celle à la surface de notre Planète bleue, de sorte que l’on essaye de développer une météo spatiale et de se doter d’outils pour faire des prévisions. L’étude des autres étoiles peut être utile dans ce but et il est donc intéressant de prendre connaissance pour les astrophysiciens solaires s’occupant de cela du contenu de l’article aujourd’hui publié par Shun Inoue et ses collègues dans The Astrophysical Journal, et que l’on peut consulter en accès libre sur arXiv.

Une proéminence éruptive solaire comme on la voit en lumière UV extrême le 30 mars 2010 avec la Terre superposée pour donner un sens de l'échelle. © Nasa, SDO
Une proéminence éruptive solaire comme on la voit en lumière UV extrême le 30 mars 2010 avec la Terre superposée pour donner un sens de l'échelle. © Nasa, SDO

Comme l'explique le communiqué de l'Université de Kyoto : « L'équipe a réussi à capturer une super-éruption avec des observations continues à haute résolution temporelle. L'analyse des données montre que la super-éruption est née d'un phénomène connu sous le nom d'éruption de proéminence. Le calcul de la vitesse de l'éruption nécessite de faire des hypothèses sur des aspects qui ne sont pas directement observables, mais même les estimations les plus conservatrices dépassent de loin la vitesse d'échappement de l'étoile (347 km/s), indiquant que l'éruption de  proéminence était capable de se libérer de la gravité de l'étoile, se transformant en éjections de masse coronale (CME). L'éruption de proéminence a également été l'une des plus massives jamais observées, transportant des milliers de milliards de tonnes de matériaux ».


Notre Terre est en orbite autour du Soleil, mais elle gravite dans un milieu qui n'est pas vide. En effet, des milliards de particules y sont en mouvement. Allant jusqu'à 800 kilomètres par seconde, ces particules sont émises par la couronne solaire qui a une température de l'ordre du million de degrés. Ces très fortes températures provoquent alors ce qui est appelé un « vent solaire ». Le magnétisme de notre étoile n’explique qu’en partie ces phénomènes. Alors pourquoi la couronne atteint-elle de si hautes températures ? Et pourquoi observe-t-on un cycle de 11 ans dans l’activité de notre Soleil ? Entre simulations, observations par les satellites envoyés au plus proche du Soleil, et étude des autres étoiles, les chercheurs tentent de résoudre ces mystères. Explications avec Antoine Strugarek, astrophysicien au CEA-Irfu. © CEA