L’Agence spatiale européenne a annoncé que la sonde Solar Orbiter a réalisé la toute première observation par télédétection d’un phénomène de basculement magnétique, c’est-à-dire quand soudainement le champ magnétique se déforme et parfois même s’inverse.

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[EN VIDÉO] Solar Orbiter offre différents points de vue sur une éjection de masse coronale Les éjections de masse coronale (EMC) sont des phénomènes violents. Et les 12 et 13 février 2021, trois instruments de la mission Solar Orbiter — une mission de la Nasa et de l’Agence spatiale européenne (ESA) — ont immortalisé l’une d’entre elles pour la première fois, à la fois sur des vues rapprochées et plus larges. L’Extreme Ultraviolet Imager (EUI) permet d’abord de découvrir la partie intérieure de la couronne solaire. Le coronographe Metis, en bloquant la lumière de la surface du Soleil, offre ensuite une vue sur la couronne externe. Pour finir, le Solar Orbiter Heliospheric Imager (SoloHI) montre le vent solaire en capturant la lumière diffusée par ses électrons. © Solar Orbiter/ Équipe EUI/ Équipe Metis/ Équipe SoloHI/ ESA & Nasa

Cela s'est passé le 25 mars dernier. Alors que la sonde européenne n'était qu'à un jour d’un passage rapproché de notre étoile, son coronographecoronographe Metis prend des images. Comme tout coronographe, il masque l'éclat aveuglant du disque solaire et n'enregistre que la lumièrelumière qui provient de tout autour de la surface. On appelle ça la couronne solairecouronne solaire.

À 20 h 39, heure universelle, Metis image la couronne solaire et révèle une sorte de coude déformé « en forme de S » dans le plasma éjecté. Les particules imagées sont électromagnétiquement chargées et suivent les lignes de champ magnétique du SoleilSoleil. Cette forme particulière témoigne d'une déviation ou même d'une inversion locale du champ magnétique. Jusqu'à présent, ces revirements magnétiques avaient déjà été mesurés à l'aide des sondes Helios, Ulysse ou Parker Solar Probe, mais jamais imagés.

L'évolution d'un switchback. © Agence spatiale européenne (ESA)

Accélérer le vent solaire

Daniele Telloni de l'Institut national d'astrophysiqueastrophysique - observatoire astrophysique de Turin (Italie), et Gary Zank, professeur à l'université de l'Alabama, à Huntsville (États-Unis), ont montré que ces revirements magnétiques se faisaient lorsque des lignes de champ magnétique fermées, qui partent de la surface et y reviennent, se reconnectaient avec des lignes de champ ouvertes, c'est-à-dire qui partent du Soleil et se connectent avec le champ magnétique interplanétaire du Système solaire.

Comment se forme une bascule solaire ? Du plasma est d'abord éjecté suivant une ligne de champ fermée et se déplace lentement. Ensuite, la ligne de champ se reconnecte avec une autre qui est ouverte, où le plasma se déplace beaucoup plus vite. Cette reconnexion accélère donc le plasma de la ligne fermée, ce qui libère beaucoup d'énergie. © ESA & Nasa/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022); Zank et al. (2020)
Comment se forme une bascule solaire ? Du plasma est d'abord éjecté suivant une ligne de champ fermée et se déplace lentement. Ensuite, la ligne de champ se reconnecte avec une autre qui est ouverte, où le plasma se déplace beaucoup plus vite. Cette reconnexion accélère donc le plasma de la ligne fermée, ce qui libère beaucoup d'énergie. © ESA & Nasa/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022); Zank et al. (2020)
Comment se reconnectent des lignes de champ magnétique ouvertes et fermées. © Zank et al. (2020)
Comment se reconnectent des lignes de champ magnétique ouvertes et fermées. © Zank et al. (2020)

Ce processus devient un accélérateur pour le vent solairevent solaire. En effet, dans les lignes de champ fermées, les particules sont piégées et avancent lentement, tandis que les lignes ouvertes sont des « autoroutes » d'évasion pour le plasma solaire. L’étude de Daniele Telloni et Gary Zank explique que pour la première fois, avec cette image de Solar Orbiter, on peut comprendre l'origine de ces inversions du champ magnétique observées depuis les années 1970.

Image de la bascule capturée par le coronographe Metis de Solar Orbiter. © ESA & Nasa/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022)
Image de la bascule capturée par le coronographe Metis de Solar Orbiter. © ESA & Nasa/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al. (2022)