Eruption solaire vue par SDO. © Nasa, GFSC, SDO

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La sonde SDO observe le Soleil depuis 10 ans : voici tout ce qu'elle nous a appris

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SDO, l'Observatoire de la dynamique solaire de la Nasa, a été lancé le 11 février 2010. Et il a ouvert les yeux sur notre Soleil quelques jours plus tard, le 30 mars. En dix ans d'observations, il a fait progresser de manière spectaculaire la connaissance que nous avons de notre étoile et de la manière dont elle évolue.

SDO. C'est ainsi que les astronomes appellent le Solar Dynamics Observatory, comprenez, l'Observatoire de la dynamique solaire. Et ce mois-ci, la Nasa (États-Unis) fête les dix ans de la mission. Depuis son lancement le 11 février 2010, SDO se balade sur une orbite géosynchrone qui lui permet de constamment garder l'œil sur notre étoile. Résultat : des millions de clichés offrant aux chercheurs, des perspectives nouvelles sur le fonctionnement, la dynamique de notre Soleil. Sur presque un cycle solaire complet.

De phénoménales éruptions

Un cycle défini, justement, par la variation du nombre des éruptions solaires. Et des éruptions solaires, SDO en a observé un nombre incalculable. Quelque 200 rien qu'au cours de sa première année et demie de mission. De quoi permettre aux astronomes de noter qu'environ 15 % de ces éruptions sont suivies, quelques minutes, voire quelques heures plus tard, de nouvelles éruptions. C'est en étudiant ces éruptions solaires particulières que les astronomes ont mieux compris la quantité d'énergie produite par le Soleil dans ces moments-là.

Des tornades solaires

En février 2012, les images de SDO ont fait apparaître des tornades de plasma à la surface du Soleil. Plus tard, les astronomes ont découvert que celles-ci sont le résultat de champs magnétiques qui font tourner le plasma à une vitesse formidable de près de 300.000 km/h ! Quand on sait que sur notre Terre, les tornades ne dépassent jamais les 500 km/h...

Des vagues géantes

Un instrument embarqué à bord de l'Observatoire solaire et héliosphérique (SoHO) avait découvert que le plasma à la surface du Soleil peut être le lieu de vagues géantes. Des vagues qui ondulent à quelque 5 millions de kilomètres par heure. Et SDO en a fourni des images haute résolution dès 2010, montrant comment elles se déplacent. Les astronomes pensent que ces vagues sont entraînées par des éjections de masse coronale qui envoient des nuages de plasma, de la surface de notre étoile jusque dans le Système solaire.

Ces comètes qui se sont frottées au Soleil

SDO a aussi été le témoin du passage de deux comètes au voisinage du Soleil. La comète Lovejoy est passée à quelque 830.000 kilomètres de notre étoile en décembre 2011. La comète Ison, quant à elle, n'a pas survécu à son incursion à proximité du Soleil. De quoi fournir aux astronomes, quelques informations de plus sur la façon dont notre étoile interagit avec ce type d'objet.

Des schémas de circulation complexes

Autre découverte importante de SDO : la complexité des schémas de circulation à grande échelle de la matière solaire qui, n'étant pas solide, coule sous l'effet de la chaleur et de la rotation du Soleil. Ces schémas de circulation s'avèrent liés à la production des taches solaires. Ils expliqueraient même pourquoi un hémisphère peut, parfois, avoir plus de taches qu'un autre.

Des éjections de masse coronale prévisibles

L’éjection de masse coronale résultant de ce filament solaire géant photographié le 31 août 2012 a voyagé à environ 1.500 kilomètres par seconde. © Nasa Goddard Space Flight Center, Wikipedia, CC by-2.0

Notre Soleil n'est pas un astre mort. Il vit et s'exprime parfois violemment. Par le biais d'éjections de masse coronale, par exemple. Des phénomènes qui peuvent provoquer des orages magnétiques sur Terre et perturber ainsi les engins spatiaux, mais aussi le fonctionnement de nos équipements électroniques.

Les données recueillies par SDO ont permis aux astronomes de modéliser le parcours de telles éjections de masse coronale avec pour objectif de prédire leurs effets potentiels sur notre Planète. Elles ont aussi aidé à former des systèmes de machine-learning destinés à essayer de prédire la survenue de telles éjections.

Des gradations coronales

L'observation par SDO de ces éjections de masse coronale a aussi permis de les lier aux gradations coronales comme les astronomes qualifient les assombrissements de la couche externe de l'atmosphère du Soleil.

À partir d'une analyse statistique du grand nombre d'événements observés avec SDO, les scientifiques ont pu calculer la masse et la vitesse des éjections de masse coronale dirigées vers la Terre. En reliant la gradation coronale à la taille de ces éjections, ils espèrent pouvoir étudier les effets de la météo spatiale autour d'autres étoiles.

Dans les secrets des cycles solaires

400 ans d'observations des taches solaires. © Robert A. Rohde, Wikipedia, CC by-sa 3.0

La mission SDO a commencé au début du cycle solaire 24. SDO a ainsi pu observer la montée en puissance de notre Soleil puis sa baisse d'activité jusqu'au minimum solaire que nous vivons actuellement. De telles observations sur le long terme aident les astronomes à mieux comprendre les signes qui marquent le début et la fin d'un cycle.

Des trous coronaux du côté des pôles

Sur cette image prise par SDO le 16 mars 2015, deux taches sombres : des trous coronaux. En bas de l’image, un trou coronal polaire. Le plus important qui a pu être observé depuis plusieurs décennies. © Nasa, SDO

À la surface du Soleil, on observe parfois de grandes taches sombres. Les astronomes les appellent des trous coronaux. Leurs émissions ultraviolettes extrêmes sont faibles. Ils sont liés au champ magnétique du Soleil et suivent son cycle. Ils sont les plus nombreux au moment du maximum solaire. Quand ils se forment en haut et en bas sur le Soleil, ils sont appelés trous coronaux polaires et les scientifiques de SDO ont pu utiliser leur disparition pour déterminer quand le champ magnétique du Soleil s'est inversé, un indicateur clé du moment où le Soleil atteint son maximum solaire.

Des explosions magnétiques d’un genre nouveau

Cette image a été prise par SDO le 3 mai 2012. L’encart zoome sur une reconnexion magnétique forcée observée pour la première fois. © Nasa, SDO, Abhishek Srivastava, IIT (BHU)

Pour finir, la découverte la plus récente de SDO : un nouveau type d'explosion magnétique. Les astronomes parlent de reconnexion magnétique forcée. Un phénomène qui apporte confirmation à une théorie vieille de plusieurs décennies. Et qui pourrait aider à comprendre enfin pourquoi l'atmosphère de notre Soleil est aussi chaude, à mieux prévoir la météo spatiale et même à aider les expériences de fusion nucléaire contrôlée menées en laboratoire.

  • SDO, l’Observatoire de la dynamique solaire de la Nasa (États-Unis), a été lancé le 11 février 2010.
  • Après dix ans d’activité, la Nasa fait le point sur la mission et les nombreuses découvertes réalisées.
Pour en savoir plus

Le Soleil se lève sur la sonde SDO

Les premières images du Soleil acquises par l'observatoire spatial SDO montrent des capacités sans précédent. Ce qui fait dire au responsable de la mission que « SDO jette un nouveau regard sur notre étoile et s'apprête à révéler des aspects clés de l'activité solaire ». Un progrès scientifique mais qui intéresse directement les activités humaines.

Article de Rémy Decourt paru le 23/04/2010

Mosaïque du Soleil réalisée à partir d'images acquises dans différentes longueurs d'onde, le 30 mars 2010. Les régions vertes sont plus froides que les régions rouges. Crédit SDO/AIA

Depuis son lancement en février 2010, la recette du satellite SDO (Solar Dynamics Observatory) a été réalisée de façon à s'assurer que tout fonctionnait correctement. Entièrement opérationnel, SDO observe aujourd'hui le Soleil sans interruption en se focalisant sur de petites zones de son atmosphère dans un grand nombre de longueurs d'onde.

Les objectifs scientifiques de la mission sont nombreux, mais un des principaux est une meilleure prédiction de l'activité solaire, qui influence la vie sur Terre, mais pas seulement. Cette sonde devrait ainsi améliorer les prévisions de la « météo solaire » autour de la Terre, de la Lune et de Mars, des régions du Système solaire où l'activité humaine devrait aller crescendo ces prochaines années.

Il leur faut pour cela déterminer l'origine et la structure du champ magnétique du Soleil et comprendre comment cette énergie est rejetée dans l'héliosphère et l'environnement spatial sous la forme de vent solaire, d'éruptions solaires et d'éjection de masse coronale.

Des enjeux pour les activités humaines

Ces immenses nuages de matière solaire, lorsqu'ils sont dirigés vers la Terre, sont une menace pour l'activité humaine en orbite. Ils risquent également d'endommager les satellites, de perturber les réseaux terrestres de distribution d'énergie et de fournitures de services de téléphonie mobile. Enfin, ces tempêtes solaires peuvent aussi provoquer des interférences dans les communications entre les contrôleurs et les pilotes d'avions volant à proximité des pôles.

SDO fonctionnera pendant au moins 5 ans. A l'issue de cette première période, la mission sera vraisemblablement prolongée, l'impact sur la science solaire sera tel que les scientifiques s'attendent à devoir réécrire des pages entières du manuel du Soleil...

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De superbes images du Soleil pour fêter les 5 ans du satellite SDO  Le satellite Solar Dynamics Observatory a 5 ans. Depuis 2010, il envoie régulièrement de fascinants clichés du Soleil vers notre Planète. Voici l’occasion de les découvrir en vidéo. 

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