Connecter les scientifiques à l'ère de Solar Orbiter

Astronomie de la nature (2023)Citer cet article

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La première réunion scientifique post-lancement consacrée au vaisseau spatial ESA / NASA Solar Orbiter s'est réunie en personne à Belfast près de deux ans et demi après le début de la mission, se concentrant sur la création de nouvelles collaborations et le ravivage d'anciennes amitiés.

Malgré son rôle dans la création et le maintien de la vie sur Terre en tant que source de lumière, de chaleur et d'énergie, la connexion entre le Soleil et la Terre, et en fait la connexion du Soleil avec son héliosphère, reste une énigme. Les modèles prédisent, et les observations semblent confirmer, que le champ magnétique solaire est créé et entraîné par des flux de plasma profondément à l'intérieur du Soleil. Ces lignes de champ éclatent ensuite à travers la surface solaire visible sous forme de taches solaires et de régions actives, avant de s'étendre dans l'héliosphère où elles peuvent interagir avec les magnétosphères planétaires et guider les particules énergétiques et les éruptions de plasma solaire. Cependant, les missions solaires se sont traditionnellement limitées à l'observation du Soleil depuis le plan de l'écliptique, de sorte que nous n'avons aucune observation sur l'évolution du champ magnétique solaire près des pôles. Les observatoires solaires existants ont également tendance à observer le Soleil à partir d'une unité astronomique (c'est-à-dire l'orbite de la Terre), de sorte que les observations d'éruptions sur le Soleil sont liées à des mesures in situ du plasma résultant après que le plasma a été mélangé. par propagation à travers l'héliosphère turbulente.

Le 8e atelier Solar Orbiter, qui s'est tenu dans les bâtiments de l'Assemblée à Belfast du 12 au 16 septembre 2022, a représenté la première fois depuis le lancement de la mission Solar Orbiter (et depuis le début de la pandémie COVID-19) que des scientifiques des différents instruments les équipes se sont rencontrées en personne pour présenter et discuter des premiers résultats. Solar Orbiter, un effort de collaboration entre l'Agence spatiale européenne (ESA) et la NASA (la National Aeronautics and Space Administration), est la première mission du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l'ESA, et deux de ses objectifs sont de comprendre l'origine de la le champ magnétique du Soleil, et reliant ce qui se passe sur le Soleil à ce qui est détecté in situ avant tout mélange du plasma en éruption. Solar Orbiter a été lancé de Cap Canaveral en Floride en février 2020, juste avant le début de la pandémie de COVID-19, la pandémie obligeant la mise en service du vaisseau spatial et des instruments à distance depuis les chambres et les salles de jeux par les différentes équipes d'instruments (par exemple , www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Solar_Orbiter/Solar_Orbiter_ready_for_science_despite_COVID-19_setbacks).

Avec la grande variété d'instruments à bord de Solar Orbiter et compte tenu des opportunités réduites pour les jeunes scientifiques de présenter leurs travaux pendant la pandémie, une décision consciente a été prise d'inviter des chercheurs en début de carrière à présenter des critiques centrées sur les différents instruments. Chacune de ces présentations d'examen a offert un aperçu unique des forces et des opportunités offertes par les instruments de Solar Orbiter, les présentateurs ayant également profité de l'occasion pour poser des questions qui guideront les prochaines campagnes d'observation.

Bien qu'il s'agisse encore d'une nouvelle mission, la phase scientifique ayant débuté fin 2021 et un périhélie avec des données de qualité scientifique achevé au début de l'atelier, une grande variété d'observations et de résultats pourraient déjà être présentés. Les observations à haute résolution temporelle et spatiale de la basse couronne solaire à une température d'environ 1 million de degrés fournies par l'Extreme Ultraviolet Imager se sont avérées idéales pour identifier les boucles coronales oscillantes et la libération d'énergie à petite échelle (les soi-disant feux de camp). Le co-alignement des différents instruments de télédétection à haute résolution a également permis des observations spectroscopiques de ces feux de camp à l'aide de l'instrument d'imagerie spectrale de l'environnement coronal, ainsi qu'un sondage de leur environnement magnétique à l'aide de l'imageur polarimétrique et hélioséismique. L'orbite de Solar Orbiter l'a éloigné de la Terre autour de la face cachée du Soleil, avec le Spectromètre/Télescope pour l'imagerie des rayons X et le Metis Coronagraph indispensables pour fournir des observations d'éruptions solaires et d'éjections de masse coronale loin de la ligne Soleil-Terre .

La charge utile scientifique de Solar Orbiter est unique dans sa combinaison d'instruments de télédétection et d'instruments in situ, qui permettent d'observer les éruptions sur le Soleil, puis de les mesurer lors de leur passage au-dessus du vaisseau spatial. Comme cela nécessite une estimation précise de l'endroit où le vaisseau spatial est magnétiquement connecté au Soleil, l'un des éléments clés de la mission avant le lancement était le développement d'une suite de modèles conçus pour prédire cette connectivité magnétique. Ces modèles sont utilisés à la fois avant les campagnes d'observation pour prédire où pointer au mieux les différents instruments, et ensuite pour déterminer l'origine des matériaux détectés au niveau de l'engin spatial. Le rôle vital de ces modèles dans la connexion du Soleil au vaisseau spatial est déjà visible, de nombreuses détections in situ de particules et de champs magnétiques étant liées à différentes éruptions et phénomènes observés sur le Soleil. Au fur et à mesure que la mission se poursuivra et que ces modèles mûriront, nous obtiendrons sûrement de nouvelles informations sur les connexions entre le Soleil et son héliosphère.

En tant que nouvelle mission, l'un des objectifs de cet atelier était d'encourager l'utilisation des données et des observations de Solar Orbiter par la communauté au sens large en dehors de ceux déjà impliqués dans les différents instruments. Pour ce faire, nous avons organisé une journée d'analyse des données, chacune des 10 équipes d'instruments présentant une brève introduction à leurs instruments respectifs, après avoir préparé un cahier Jupyter à l'avance, qui a fourni une introduction à l'accès, à la préparation et à la manipulation des données pour leurs instruments . En plus de permettre aux chercheurs extérieurs aux équipes d'instruments d'accéder aux données et de les utiliser, cela a également permis aux membres de l'équipe d'utiliser les données d'autres instruments, ce qui ne peut qu'encourager la collaboration et la science connectée. De plus, tout le matériel préparé et présenté par les différentes équipes d'instruments restera disponible en ligne via GitHub (https://github.com/SolarOrbiterWorkshop/solo8_tutorials), dans le but de fournir un point d'accès aux nouveaux (et anciens) membres. de la communauté aux données de Solar Orbiter.

Le 8e atelier Solar Orbiter a été un grand succès, à la fois en tant que première réunion scientifique en personne après le lancement de la mission, mais aussi en tant qu'opportunité pour le développement de nouvelles collaborations et la relance d'anciens réseaux. Malgré les restrictions imposées par la pandémie mondiale, le vaisseau spatial fonctionne bien et fait de nouvelles observations passionnantes, qui sont pleinement exploitées par tous les membres de la communauté. Puisse-t-il continuer longtemps !

Centre de recherche en astrophysique, Queens University Belfast, Belfast, Irlande du Nord, Royaume-Uni

David Long

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Correspondance avec David Long.

L'auteur ne déclare aucun intérêt concurrent.

Réimpressions et autorisations

Long, D. Connecter les scientifiques à l'ère de Solar Orbiter. Nat Astron (2023). https://doi.org/10.1038/s41550-023-01999-7

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Publié: 31 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41550-023-01999-7

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