La sonde solaire Parker de la NASA trouve des indices de vent solaire

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La sonde solaire Parker fournit aux chercheurs de la NASA des informations sur la façon dont le soleil accélère les particules à un million de miles par heure.

De Kenneth Chang

Des particules à grande vitesse jaillissent du soleil comme l'eau d'un pommeau de douche, ont rapporté mercredi des scientifiques.

Les données de la sonde spatiale Parker, un vaisseau spatial de la NASA qui a été lancé en 2018 et qui se précipite maintenant pour recueillir des lectures de l'atmosphère extérieure du soleil, ou couronne, fournissent des indices sur la façon dont le soleil génère le vent solaire - un million de miles par- flux horaire d'électrons, de protons et d'autres particules chargées se précipitant vers l'extérieur dans le système solaire.

La recherche sur le vent solaire est liée à un mystère qui a longtemps laissé les scientifiques perplexes : pourquoi la couronne, où les températures montent à des millions de degrés, est-elle tellement plus chaude que la surface du soleil, qui est relativement froide de 10 000 degrés Fahrenheit ?

La sonde Parker porte le nom d'Eugene N. Parker, un astrophysicien de l'Université de Chicago qui a prédit pour la première fois l'existence du vent solaire en 1958.

Le soleil a une atmosphère de gaz ténus qui est entraînée vers le bas par la gravité tandis que la pression générée par les réactions de fusion à l'intérieur du soleil pousse vers le haut.

Dans l'ensemble, les forces s'équilibrent pour que le soleil ne s'effondre ni ne s'effondre. Mais les forces ne s'annulent pas parfaitement partout, et les calculs du Dr Parker montrent comment le soleil peut agir comme un ballon qui fuit.

"Si vous mettez suffisamment de pression dans le système", a déclaré Stuart Bale, physicien à l'Université de Californie à Berkeley, "l'atmosphère peut s'échapper. Et à mesure qu'elle s'échappe, elle devient énergisée."

Dans un article publié mercredi dans la revue Nature, le Dr Bale, qui dirige un instrument sur la sonde solaire Parker qui mesure les champs électriques et magnétiques dans le vent solaire, et ses collègues ont rapporté que les flux de vent solaire correspondent aux modèles de gaz chauds. gaz ascendants et plus froids tombant dans le soleil. Ce phénomène de convection, essentiellement la même chose qui se produit dans un orage, produit des flux d'hydrogène de haut en bas dans le soleil, et le modèle de flux - comme des orages entassés les uns à côté des autres - est connu sous le nom de supergranulation.

La convection des particules chargées génère des champs magnétiques changeants qui s'étirent jusqu'à ce qu'ils se cassent et se reconnectent, libérant de l'énergie qui contribue au réchauffement de la couronne. Cette reconnexion semble accélérer les particules du vent solaire.

Des observations antérieures du soleil avaient déjà indiqué que le vent solaire sort de ce que l'on appelle des trous coronaux, des régions où le champ magnétique continue loin dans l'espace au lieu de s'enrouler et de redescendre à un autre point du soleil.

Imaginez un simple barreau magnétique, qui génère un champ magnétique de forme similaire à celui qui entoure la Terre. Aux pôles, les champs magnétiques montent et descendent directement ; ce sont les trous coronaux.

Pendant les périodes calmes du soleil - l'activité solaire varie sur un cycle de 11 ans, de relativement calme à hyperactive - le champ magnétique du soleil possède cette configuration d'aimant en forme de barre. Lorsque le vaisseau spatial Parker a été lancé, le soleil était proche de son minimum.

Mais à mesure que le soleil approche du maximum de son cycle, lorsque le champ magnétique est en proie à une inversion de sens, la structure du champ devient plus complexe et davantage de trous coronaux apparaissent.

Les instruments du vaisseau spatial Parker ont détecté que le vent solaire n'était pas uniforme sur les trous coronaux. Au lieu de cela, les particules ont émergé en "microflux", comme des jets d'une pomme de douche.

Les capteurs de la sonde spatiale "ont commencé à voir que le vent solaire avait une énorme quantité de structure", a déclaré James Drake, professeur de physique à l'Université du Maryland et autre auteur de l'article de Nature.

Le schéma périodique des microcourants correspondait à celui de la supergranulation, suggérant que la reconnexion magnétique près de la surface du soleil joue un rôle clé dans l'accélération des particules.

"Je pouvais comprendre toutes les caractéristiques de la reconnexion", a déclaré le Dr Drake. "Je pouvais déterminer la quantité de chauffage en cours. Et une fois que nous avons déterminé la quantité de chauffage, j'ai découvert que c'était suffisant pour alimenter le vent."

Il a ajouté: "Nous n'avions pas du tout cela auparavant."

Gary Zank, directeur du Center for Space Plasma and Aeronomic Research de l'Université de l'Alabama à Huntsville, a déclaré que les nouveaux résultats étaient "une étape cruciale et importante pour répondre à l'énigme de savoir pourquoi la couronne solaire est un million de degrés plus chaude par rapport à son surface très relativement froide." Le Dr Zank n'a pas participé à la recherche, mais il a été l'un des scientifiques qui a révisé l'article pour les éditeurs de Nature.

"Il dit essentiellement, voici le mécanisme par lequel nous pouvons commencer à comprendre comment ce transfert d'énergie a lieu", a déclaré le Dr Zank.

Kenneth Chang est au Times depuis 2000, écrivant sur la physique, la géologie, la chimie et les planètes. Avant de devenir écrivain scientifique, il était un étudiant diplômé dont les recherches portaient sur le contrôle du chaos. @kchangnyt