Un scientifique de l'Université Queen's de Belfast a mené une équipe internationale à la découverte révolutionnaire de la raison pour laquelle les ondes magnétiques du Soleil se renforcent et se développent à mesure qu'elles émergent de sa surface, ce qui pourrait aider à résoudre le mystère de la façon dont la couronne solaire maintient ses températures de plusieurs millions de degrés.

Pendant plus de 60 ans, les observations du Soleil ont montré qu'au fur et à mesure que les ondes magnétiques quittent l'intérieur du Soleil, leur force augmente, mais jusqu'à présent, il n'y a eu aucune preuve d'observation solide expliquant pourquoi c'était le cas.

Les températures élevées de la couronne ont également toujours été un mystère. Habituellement, plus nous sommes proches d'une source de chaleur, plus nous nous sentons chauds. Cependant, c'est le contraire de ce qui semble se produire sur le Soleil :ses couches externes sont plus chaudes que la source de chaleur à sa surface.

Les scientifiques ont accepté depuis longtemps que les ondes magnétiques canalisent l'énergie du vaste réservoir d'énergie intérieur du Soleil, qui est alimenté par la fusion nucléaire, jusque dans les régions extérieures de son atmosphère. Par conséquent, comprendre comment le mouvement des vagues est généré et se propage dans tout le Soleil est d'une importance capitale pour les chercheurs.

L'équipe, qui était dirigée par Queen's, inclus 13 scientifiques, couvrant cinq pays et 11 instituts de recherche, y compris l'Université d'Exeter; Université de Northumbrie; l'Agence spatiale européenne; Instituto de Astrofísica de Canarias, Espagne; Université d'Oslo, Norvège; l'Agence spatiale italienne et la California State University Northridge, ETATS-UNIS.

Les experts ont formé un consortium appelé "Waves in the Lower Solar Atmosphere (WaLSA)" pour effectuer la recherche et ont utilisé des observations avancées à haute résolution du télescope solaire Dunn de la National Science Foundation, Nouveau Mexique, pour étudier les vagues.

Le Dr David Jess de l'École de mathématiques et de physique de Queen's a dirigé l'équipe d'experts. Il explique :« Cette nouvelle compréhension du mouvement des vagues pourrait aider les scientifiques à découvrir la pièce manquante du puzzle qui explique pourquoi les couches externes du Soleil sont plus chaudes que sa surface, bien qu'il soit plus éloigné de la source de chaleur.

"En brisant la lumière du soleil dans ses couleurs de base, nous avons pu examiner le comportement de certains éléments du tableau périodique au sein de son atmosphère, y compris le silicium (formé près de la surface du Soleil), le calcium et l'hélium (formés dans la chromosphère où l'amplification des ondes est la plus apparente).

« Les variations des éléments ont permis de découvrir les vitesses du plasma solaire. Les échelles de temps sur lesquelles ils évoluent ont été étalonnées, qui a permis d'enregistrer les fréquences des ondes du Soleil. C'est similaire à la façon dont un ensemble musical complexe est déconstruit en notes et fréquences de base en visualisant sa partition musicale."

L'équipe a ensuite utilisé des super ordinateurs pour analyser les données par le biais de simulations. Ils ont découvert que le processus d'amplification des ondes peut être attribué à la formation d'un « résonateur acoustique, ' où des changements importants de température entre la surface du Soleil et sa couronne extérieure créent des limites qui sont partiellement réfléchissantes et agissent pour piéger les ondes, leur permettant de s'intensifier et de croître considérablement en force.

Les experts ont également constaté que l'épaisseur de la cavité de résonance - la distance entre les changements de température significatifs - est l'un des principaux facteurs régissant les caractéristiques du mouvement d'onde détecté.

Le Dr Jess commente :« L'effet que nous avons trouvé grâce à la recherche est similaire à la façon dont une guitare acoustique modifie le son qu'elle émet à travers la forme de son corps creux. Si nous pensons à cette analogie, nous pouvons voir comment les ondes capturées dans le Le soleil peut grandir et changer à mesure qu'il sort de sa surface et se déplace vers les couches externes et l'extérieur."

Dr Ben Snow, de l'Université d'Exeter et co-auteur de l'étude, a déclaré:"Cette nouvelle recherche ouvre la porte à une nouvelle compréhension du mystère entourant les ondes magnétiques du Soleil. Il s'agit d'une étape cruciale pour expliquer le problème du chauffage coronal - où la température à quelques milliers de kilomètres de la surface - est plus chaude que la source de chaleur elle-même."

Les résultats de l'étude ont été publiés dans Astronomie de la nature .