Image SOHO du Soleil qui montre les champs magnétiques (lignes jaunes) et le vent solaire (flèches rouges). Crédit d'image: NASA / ESA. Cliquez pour agrandir.
Une couche profonde dans l'atmosphère solaire peut être utilisée pour estimer la vitesse du vent solaire, un flux de gaz électrifié qui souffle constamment du Soleil. L'estimation de la vitesse du vent solaire améliorera les prévisions météorologiques spatiales, ce qui facilitera l'exploration humaine des planètes.
Le vent solaire découle de l’atmosphère extérieure chaude et mince du Soleil, la «couronne». Les chercheurs ont été surpris de découvrir que la structure de la basse atmosphère froide et dense du Soleil, appelée chromosphère, pouvait être utilisée pour estimer la vitesse du vent solaire.
C'était inattendu parce que le vent solaire est un phénomène de la couronne, et la chromosphère est si profonde - c'est la couche juste au-dessus de la surface visible du Soleil. "C'est comme découvrir que la source du Nil se trouve à 500 miles à l'intérieur des terres", a déclaré le Dr Scott McIntosh du Southwest Research Institute, Boulder, Colorado, auteur principal d'un article sur cette recherche publié le 10 mai dans le Astrophysical Journal.
Le nouveau travail promet d'augmenter la précision des prévisions de rayonnement spatial. Le Soleil lance occasionnellement des explosions d'un milliard de tonnes de gaz électrifié, appelées éjections de masse coronale (CME), dans l'espace à des millions de miles (kilomètres) par heure. Si un CME rapide laboure à travers un vent solaire lent, un choc se forme devant le CME qui accélère les particules du vent solaire chargées électriquement. Ces particules rapides peuvent perturber les satellites et sont dangereuses pour les astronautes non protégés.
"Tout comme le fait de connaître plus de détails sur l'atmosphère aide à prédire l'intensité d'un ouragan, la connaissance de la vitesse du vent solaire permet de déterminer l'intensité des tempêtes de rayonnement spatial des EMC", a déclaré le co-auteur Dr. Robert Leamon de L-3 Services gouvernementaux au Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md.
Comme le vent sur Terre, le vent solaire est en rafales, sa vitesse allant d'environ 750 000 miles par heure (environ 350 km / seconde) à 1,5 million de miles par heure (700 km / seconde).
Étant donné que le vent solaire est composé de particules chargées électriquement, il répond aux champs magnétiques qui imprègnent l'atmosphère solaire. Les particules de vent solaire circulent le long de lignes invisibles de force magnétique comme les voitures sur une autoroute. Lorsque les lignes de champ magnétique se plient directement dans l'espace, comme elles le font dans les régions à «trous coronaux», le vent solaire agit comme des voitures sur une bande de roulement, courant à grande vitesse. Lorsque les lignes de champ magnétique se replient brusquement vers la surface solaire, comme le motif de limaille de fer autour d'un aimant en forme de barre, le vent solaire agit comme des voitures dans le trafic urbain et émerge relativement lentement. Les scientifiques le savent depuis plus de trente ans et l'ont utilisé pour donner une estimation brute de la vitesse du vent solaire - rapide ou lente.
Dans le nouveau travail, l'équipe a lié la vitesse du vent solaire alors qu'il souffle sur la Terre à des variations plus profondes dans l'atmosphère solaire que ce qui avait été détecté (ou même prévu). En mesurant le temps nécessaire à une onde sonore pour voyager entre deux hauteurs dans la chromosphère, ils ont pu déterminer que la chromosphère était effectivement «étirée mince» sous les trous coronaux avec leurs champs magnétiques ouverts, mais compressée sous les régions magnétiquement fermées.
L'équipe a utilisé l'observation pour dériver une gamme continue de vitesses de vent solaire à partir de la structure de la chromosphère. Plus la couche chromosphérique est large, plus elle est autorisée à se dilater par des champs magnétiques ouverts et plus le vent solaire soufflera rapidement. Cette nouvelle méthode est plus précise que l'ancienne estimation «rapide ou lente».
La sonde de la NASA Transition Region and Coronal Explorer (TRACE) a été utilisée pour mesurer la vitesse des ondes sonores dans la chromosphère, et la sonde NASC Advanced Composition Explorer (ACE) a été utilisée pour prendre des mesures de la vitesse du vent solaire lorsqu'il soufflait par la Terre. La comparaison des données des deux vaisseaux spatiaux a donné la connexion.
«Avant cette découverte, nous ne pouvions déterminer la vitesse du vent solaire que depuis des engins spatiaux qui étaient à peu près alignés entre la Terre et le Soleil, comme l'ACE, le VENT et l'Observatoire solaire et héliosphérique. Cette flotte de vaisseaux spatiaux a été placée le long de la ligne Terre-Soleil parce que nous devons connaître la météo spatiale qui arrive. Cependant, par rapport à la taille de notre système solaire, il s'agit d'une plage très étroite; c'est comme regarder à travers une paille de soda. Grâce à cette découverte, nous pouvons utiliser TRACE pour créer des images qui peuvent prédire la vitesse du vent solaire dans la moitié du système solaire », a déclaré le Dr Joe Gurman, chercheur solaire à la NASA Goddard.
Source originale: Communiqué de presse SWRI
