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    Une pièce oubliée du puzzle de la dynamo solaire

    Le plus de taches solaires et, Donc, la plus grande activité magnétique se situe près de l'équateur solaire. Les scientifiques ont maintenant démontré pour cette région une instabilité magnétique spécifique, cela était considéré comme impossible jusqu'à présent. Crédit :NASA/SDO

    Un mécanisme jusqu'alors inobservé est à l'œuvre dans le plasma en rotation du Soleil :une instabilité magnétique, que les scientifiques pensaient physiquement impossible dans ces conditions. L'effet pourrait même jouer un rôle crucial dans la formation du champ magnétique du Soleil, disent des chercheurs de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), l'Université de Leeds et le Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) dans la revue Liquides d'examen physique .

    Comme une énorme dynamo, le champ magnétique du soleil est généré par des courants électriques. Afin de mieux comprendre ce mécanisme d'auto-renforcement, les chercheurs doivent élucider les processus et les flux dans le plasma solaire. Des vitesses de rotation différentes dans différentes régions et des flux complexes à l'intérieur du soleil se combinent pour générer le champ magnétique. Dans le processus, des effets magnétiques inhabituels peuvent se produire, comme cette instabilité magnétique nouvellement découverte.

    Les chercheurs ont inventé le terme "Super HMRI" pour ce cas particulier récemment observé d'instabilité magnéto-rotative (IRM). C'est un mécanisme magnétique qui provoque la rotation, les fluides et les gaz électroconducteurs dans un champ magnétique deviennent instables. La particularité de ce cas est que le Super HMRI requiert exactement les mêmes conditions qui prévalent dans le plasma près de l'équateur solaire - l'endroit où les astrophysiciens observent le plus de taches solaires et, Donc, la plus grande activité magnétique du Soleil. Jusque là, cependant, cette instabilité du Soleil était passée complètement inaperçue et n'est pas encore intégrée dans les modèles de la dynamo solaire.

    Il est, néanmoins, sait que les instabilités magnétiques sont impliquées de manière cruciale dans de nombreux processus dans l'univers. Étoiles et planètes, par exemple, sont générés par de grands disques rotatifs de poussière et de gaz. En l'absence de champ magnétique, ce processus serait inexplicable. Les instabilités magnétiques provoquent des turbulences dans les écoulements au sein des disques et permettent ainsi à la masse de s'agglomérer en un objet central. Comme un élastique, le champ magnétique relie des couches voisines qui tournent à des vitesses différentes. Il accélère les particules de matière lentes sur les bords et ralentit les plus rapides à l'intérieur. Là, la force centrifuge n'est pas assez forte et la matière s'effondre au centre. Près de l'équateur solaire, il se comporte précisément dans l'autre sens. Les couches internes se déplacent plus lentement que les couches externes. Jusqu'à maintenant, les experts considéraient que ce type de profil d'écoulement était physiquement extrêmement stable.

    Les chercheurs du HZDR, l'Université de Leeds et l'AIP ont tout de même décidé de l'étudier plus en profondeur. Dans le cas d'un champ magnétique circulaire, ils avaient déjà calculé que même lorsque les fluides et les gaz tournaient plus vite à l'extérieur, une instabilité magnétique pourrait se produire. Cependant, uniquement dans des conditions irréalistes :la vitesse de rotation devrait augmenter trop fortement vers le bord extérieur.

    Essayer une autre approche, ils basaient maintenant leurs recherches sur un champ magnétique hélicoïdal. "Nous n'avions pas de grandes attentes, mais ensuite nous avons eu une véritable surprise, " Le Dr Frank Stefani du HZDR se souvient - parce que l'instabilité magnétique peut déjà se produire lorsque la vitesse entre les couches de plasma en rotation n'augmente que légèrement - ce qui se produit dans la région du Soleil la plus proche de l'équateur.

    "Cette nouvelle instabilité pourrait jouer un rôle important dans la génération du champ magnétique du soleil, " estime Stefani. " Mais pour le confirmer, nous devons d'abord faire d'autres calculs numériques compliqués. " ajoute le professeur Günther Rüdiger de l'AIP, "Les astrophysiciens et les chercheurs en climatologie espèrent toujours mieux comprendre le cycle des taches solaires. Peut-être que le" Super HMRI "que nous avons maintenant trouvé nous fera faire un pas en avant décisif. Nous allons le vérifier."

    Fort de ses différentes spécialisations en magnétohydrodynamique et astrophysique, l'équipe de recherche interdisciplinaire a étudié les instabilités magnétiques - en laboratoire, sur papier et à l'aide de simulations sophistiquées, depuis plus de 15 ans. Les scientifiques veulent améliorer les modèles physiques, comprendre les champs magnétiques cosmiques et développer des batteries innovantes à métal liquide. Grâce à une coopération étroite, en 2006, ils ont réussi pour la première fois à prouver expérimentalement la théorie de l'instabilité magnétorotationnelle. Ils planifient maintenant le test pour la forme spéciale qu'ils ont prédite en théorie :Dans une expérience à grande échelle qui est actuellement mise en place dans le projet DRESDYN à HZDR, ils veulent étudier cette instabilité magnétique en laboratoire.


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