Le cosmos est un gigantesque laboratoire où l’on peut observer des "expériences" très difficilement réalisables sur Terre, voire impossibles. Depuis longtemps déjà, les astrophysiciens étudient les plasmas solaires dans l’espoir d’en apprendre plus sur le comportement des gaz ionisés à haute température dans un champ magnétique. Là se trouve peut être les clés de la fusion thermonucléaire contrôlée par confinement magnétique. C’est dans cette optique que travaillent les chercheurs de l’University of Warwick’s Centre for Fusion, Space and Astrophysics. Un groupe d’entre eux vient de découvrir que le vent solaire se met à avoir une structure fractale à chaque maximum d’activité du Soleil tous les 11 ans.
Cela vous intéressera aussi
Structure fractale décrivant l'ensemble de Julia (Crédit : Brendan Beagon).

Structure fractale décrivant l'ensemble de Julia (Crédit : Brendan Beagon).

Les fractales sont des structures mathématiques possédant de fascinantes propriétés géométriques qui sont invariantes par changement d'échelle. C'est le mathématicien français Benoit Mandelbrot qui a été un des premiers à suggérer que ces étonnantes structures, qui étaient au départ des curiosités mathématiques comme la courbe de Von Koch ou les poussières de Cantor, soient en fait très fréquentes dans la nature.

Sandra Chapman (Crédit : Université de Warwick).

Sandra Chapman (Crédit : Université de Warwick).

Sandra Chapman et ses collègues de l'Université de Warwick viennent de mettre en évidence, dans les variations temporelles de la densité d'énergieénergie magnétique dans le vent solairevent solaire, des lois qui sont une signature caractéristique d'une structure fractalefractale. Celle-ci est particulièrement nette lorsque le SoleilSoleil présente un pic d'activité tous les 11 ans et que le nombre de taches solairestaches solaires et d'éruptions chromosphériques à sa surface est à son maximum. La couronne solairecouronne solaire est alors plutôt agitée et turbulente et le champ magnétiquechamp magnétique de notre étoileétoile devient plus fort et plus complexe dans l'emmêlement de ses lignes de champ.

A l'inverse, lorsque l'activité est à son minimum et que le champ magnétique est plus faible et plus stable, la signature disparaît. Cela impliquerait une relation directe entre les phénomènes magnétiques de la magnétohydrodynamique (MHD) solaire et cette structure. Les chercheurs espèrent ainsi mieux comprendre les conditions de stabilité d'un plasma dans un champ magnétique, ce qui aurait des conséquences aussi bien dans l'amélioration des prévisions de la météométéo solaire que dans la maîtrise de la fusionfusion par confinement magnétique.

De fait, les chercheurs de l'University of Warwick's Centre for Fusion, Space and Astrophysics collaborent étroitement avec ceux du programme de recherche sur la fusion, EURATOM/UKAEA, pour mesurer et comprendre les fluctuations dans le plasma de l'expérience MAST (Mega Amp Spherical Tokamak). Il s'agit ici d'un programme où l'on cherche à maîtriser la turbulenceturbulence des plasmasplasmas non pas dans un tokamak de forme torique mais de forme sphérique. Les chercheurs espèrent aussi se rapprocher de la solution définitive de l'énigme du chauffage de la couronne solaire.