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    Et les gouttes continuent à venir

    Des ingénieurs inspectent le vaisseau spatial Helios 2. Crédit :NASA

    Lorsque Simone Di Matteo a vu pour la première fois les tendances dans ses données, cela semblait trop beau pour être vrai. "C'est trop parfait !" Di Matteo, un doctorat en physique de l'espace. étudiant à l'Université de L'Aquila en Italie, se souvenait d'avoir pensé. "Cela ne peut pas être réel." Et ce n'était pas le cas, il le découvrirait bientôt.

    Di Matteo recherchait de longs trains de taches massives, comme les bulles d'un autre monde d'une lampe à lave, mais n'importe où de 50 à 500 fois la taille de la Terre - dans le vent solaire. Le vent solaire, dont les origines ne sont pas encore entièrement comprises, est le flux de particules chargées qui souffle constamment du Soleil. le champ magnétique terrestre, appelé la magnétosphère, protège notre planète du poids de ses radiations. Mais quand des gouttes géantes de vent solaire entrent en collision avec la magnétosphère, ils peuvent y déclencher des perturbations qui interfèrent avec les satellites et les signaux de communication quotidiens.

    Dans sa recherche, Di Matteo réexaminait les données d'archives des deux vaisseaux spatiaux allemands-NASA Helios, qui a été lancée en 1974 et 1976 pour étudier le Soleil. Mais il s'agissait de données vieilles de 45 ans avec lesquelles il n'avait jamais travaillé auparavant. Le sans faute, les motifs en forme de vague qu'il a d'abord trouvés laissaient entendre que quelque chose l'égarait.

    Ce n'est qu'en découvrant et en supprimant ces faux schémas que Di Matteo a trouvé exactement ce qu'il cherchait :des traînées pointillées de taches qui suintaient du Soleil toutes les 90 minutes environ. Les scientifiques ont publié leurs découvertes dans JGR physique de l'espace le 21 février 2019. Ils pensent que les blobs pourraient faire la lumière sur les débuts du vent solaire. Quel que soit le processus qui envoie le vent solaire du Soleil, il doit laisser des signatures sur les taches elles-mêmes.

    Faire place à une nouvelle science

    Les recherches de Di Matteo ont été le début d'un projet entrepris par des scientifiques de la NASA en prévision des premières données de la mission Parker Solar Probe de la NASA, lancé en 2018. Au cours des sept prochaines années, Parker volera à travers un territoire inexploré, planant aussi près que 4 millions de milles du Soleil. Avant Parker, le satellite Helios 2 détenait le record de l'approche la plus proche du Soleil à 27 millions de milles, et les scientifiques ont pensé que cela pourrait leur donner une idée de ce à quoi s'attendre. "Quand une mission comme Parker va voir des choses que personne n'a vues auparavant, juste un indice de ce qui pourrait être observé est vraiment utile, " a déclaré Di Matteo.

    Le problème avec l'étude du vent solaire depuis la Terre est la distance. Le temps qu'il faut au vent solaire pour parcourir les 93 millions de kilomètres qui nous séparent du Soleil, des indices importants sur les origines du vent, comme la température et la densité, s'estompent. "Vous vous demandez constamment, "Combien de ce que je vois ici est dû à l'évolution sur quatre jours en transit, et combien sont venus directement du Soleil ? » a déclaré la scientifique solaire Nicholeen Viall, qui a conseillé Di Matteo lors de ses recherches au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Les données d'Helios, dont certaines ont été collectées à seulement un tiers de la distance entre le Soleil et la Terre, pourraient les aider à commencer à répondre à ces questions.

    Blobs de modélisation

    La première étape consistait à retracer les mesures d'Helios des gouttes jusqu'à leur source sur le Soleil. « Vous pouvez consulter les données des engins spatiaux autant que vous le souhaitez, mais si vous pouvez le reconnecter d'où il vient sur le Soleil, il raconte une histoire plus complète, " a déclaré Samantha Wallace, l'un des collaborateurs de l'étude et un doctorat en physique. étudiant à l'Université du Nouveau-Mexique à Albuquerque.

    Wallace a utilisé un modèle avancé de vent solaire pour relier les cartes magnétiques de la surface solaire aux observations d'Hélios, une tâche délicate car les langages informatiques et les conventions de données ont beaucoup changé depuis l'époque d'Helios. Maintenant, les chercheurs ont pu voir quelles sortes de régions du Soleil étaient susceptibles de se transformer en gouttes de vent solaire.

    Dans les jours qui ont précédé Parker Solar Probe, le vaisseau spatial record pour la vitesse et l'approche la plus proche du soleil étaient les deux sondes Helios, lancé au milieu des années 1970. Cette visualisation montre les orbites d'Hélios 1 et d'Hélios 2, d'une vue oblique au-dessus du plan de l'écliptique. Crédit :Tom Bridgman/Studio de visualisation scientifique de la NASA

    Tamiser les preuves

    Puis, Di Matteo a recherché dans les données des modèles de vagues spécifiques. Ils s'attendaient à ce que les conditions alternent :chaudes et denses, puis froid et ténu - alors que des taches individuelles engloutissaient le vaisseau spatial et continuaient, dans une longue file.

    Les motifs parfaits que Di Matteo a trouvés pour la première fois l'ont inquiété. "C'était un drapeau rouge, " a déclaré Viall. " Le vent solaire réel n'a pas une telle précision, périodicités propres. Habituellement, lorsque vous obtenez une fréquence aussi précise, cela signifie qu'il y a un effet d'instrument. et il produisait des effets qui devaient être séparés des véritables modèles de vent solaire.

    Di Matteo avait besoin de plus d'informations sur les instruments Helios. Mais la plupart des chercheurs qui ont travaillé sur la mission ont depuis longtemps pris leur retraite. Il a fait ce que n'importe qui d'autre ferait, et s'est tourné vers Internet.

    De nombreuses recherches Google et un week-end de traducteurs en ligne plus tard, Di Matteo a déterré un manuel d'instructions allemand qui décrit les instruments dédiés à l'expérience du vent solaire de la mission. Il y a des décennies, quand Helios n'était qu'un plan et avant que quiconque ne lance un vaisseau spatial vers le Soleil, les scientifiques ne savaient pas comment mesurer au mieux le vent solaire. Pour se préparer à différents scénarios, Di Matteo a appris, ils ont équipé les sondes de deux instruments différents qui mesureraient chacun à leur manière certaines propriétés du vent solaire. C'était le coupable responsable des vagues parfaites de Di Matteo :le vaisseau spatial lui-même, car il alternait entre deux instruments.

    Après avoir supprimé des segments de données prises lors de la commutation d'instruments de routine, les chercheurs ont à nouveau cherché les gouttes. Cette fois, ils les ont trouvés. L'équipe décrit cinq cas où Helios a attrapé des trains de gouttes. Alors que les scientifiques ont déjà repéré ces taches depuis la Terre, c'est la première fois qu'ils les étudient si près du Soleil, et avec ce niveau de détail. Ils décrivent la première preuve concluante que les gouttes sont plus chaudes et plus denses que le vent solaire typique.

    Le retour des blobs

    Que les trains blob bouillonnent par intervalles de 90 minutes en continu ou par à-coups, et combien ils varient entre eux, est encore un mystère. "C'est l'une de ces études qui ont soulevé plus de questions que nous n'avons répondu, mais c'est parfait pour Parker Solar Probe, " dit Viall.

    Parker Solar Probe vise à étudier le Soleil de près, chercher des réponses à des questions fondamentales sur le vent solaire. "Cela va être très utile, " a déclaré Aleida Higginson, le scientifique adjoint du projet de la mission au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland. "Si vous voulez même commencer à comprendre des choses que vous n'avez jamais vues auparavant, vous devez savoir ce que nous avons mesuré auparavant et en avoir une interprétation scientifique solide."

    Parker Solar Probe effectue son deuxième survol solaire le 4 avril ce qui l'amène à 15 millions de miles du Soleil, réduisant déjà de moitié la distance record d'Helios 2. Les chercheurs sont impatients de voir si des taches apparaissent dans les observations de Parker. Finalement, le vaisseau spatial se rapprochera si près qu'il pourrait attraper des taches juste après leur formation, fraîchement sorti du soleil.


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