La vaste flotte de vaisseaux spatiaux de la NASA permet aux scientifiques d'étudier le Soleil de très près. L'un des vaisseaux spatiaux de l'agence est même en train de voler à travers l'atmosphère extérieure du Soleil. Mais parfois, prendre du recul peut apporter un nouvel éclairage.

Dans une nouvelle étude, les scientifiques ont examiné les taches solaires - des taches sombres sur le Soleil causées par son champ magnétique - à basse résolution comme si elles se trouvaient à des milliers de milliards de kilomètres. Il en a résulté une vue simulée d'étoiles lointaines, qui peut nous aider à comprendre l'activité stellaire et les conditions de vie sur les planètes en orbite autour d'autres étoiles.

"Nous voulions savoir à quoi ressemblerait une région de taches solaires si nous ne pouvions pas la résoudre dans une image, " dit Shin Toriumi, auteur principal de la nouvelle étude et scientifique à l'Institut des sciences spatiales et astronautiques de la JAXA. "Donc, nous avons utilisé les données solaires comme si elles provenaient d'une étoile lointaine pour avoir une meilleure connexion entre la physique solaire et la physique stellaire."

Les taches solaires sont souvent des précurseurs des éruptions solaires - des explosions intenses d'énergie provenant de la surface du Soleil - il est donc important de surveiller les taches solaires pour comprendre pourquoi et comment les éruptions se produisent. En outre, comprendre la fréquence des éruptions sur d'autres étoiles est l'une des clés pour comprendre leur chance d'héberger la vie. Avoir quelques poussées peut aider à construire des molécules complexes comme l'ARN et l'ADN à partir de blocs de construction plus simples. Mais trop de fusées éclairantes peuvent dépouiller des atmosphères entières, rendre une planète inhabitable.

Pour voir à quoi ressemblerait une tache solaire et son effet sur l'atmosphère solaire sur une étoile lointaine, les scientifiques ont commencé avec des données haute résolution du Soleil provenant de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA et de la mission Hinode de la JAXA/NASA. En additionnant toute la lumière de chaque image, les scientifiques ont converti les images haute résolution en points de données uniques. Enchaîner les points de données suivants ensemble, les scientifiques ont créé des tracés de la façon dont la lumière a changé lorsque la tache solaire a traversé la face rotative du Soleil. Ces parcelles, que les scientifiques appellent courbes de lumière, a montré à quoi ressemblerait une tache solaire passant sur le Soleil si elle était à plusieurs années-lumière.

"Le Soleil est notre étoile la plus proche. En utilisant des satellites d'observation solaire, nous pouvons résoudre des signatures sur la surface à 100 milles de large, " dit Vladimir Airapetian, co-auteur de la nouvelle étude et astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Sur d'autres étoiles, vous n'obtiendrez peut-être qu'un seul pixel montrant toute la surface, nous voulions donc créer un modèle pour décoder l'activité sur d'autres étoiles."

La nouvelle étude, publié dans le Journal d'astrophysique , a examiné des cas simples où il n'y a qu'un seul groupe de taches solaires visibles sur toute la face du Soleil. Même si les missions de la NASA et de la JAXA recueillent continuellement des observations du Soleil depuis plus d'une décennie, ces cas sont assez rares. Habituellement, il y a soit plusieurs taches solaires, comme pendant le maximum solaire, vers laquelle nous nous dirigeons maintenant - ou pas du tout. Dans toutes les années de données, les scientifiques n'ont trouvé qu'une poignée d'exemples d'un seul groupe de taches solaires isolé.

En étudiant ces événements, les scientifiques ont découvert que les courbes de lumière différaient lorsqu'ils mesuraient des longueurs d'onde différentes. En lumière visible, lorsqu'une tache solaire singulière apparaît au centre du Soleil, le soleil est plus faible. Cependant, lorsque le groupe de taches solaires est près du bord du Soleil, il est en fait plus lumineux en raison des facules - des caractéristiques magnétiques lumineuses autour des taches solaires - parce que, près du bord, les parois chaudes de leurs champs magnétiques presque verticaux deviennent de plus en plus visibles.

Les scientifiques ont également examiné les courbes de lumière dans les rayons X et la lumière ultraviolette, qui montrent l'atmosphère au-dessus des taches solaires. Comme les atmosphères au-dessus des taches solaires sont chauffées magnétiquement, les scientifiques y ont trouvé un éclaircissement à certaines longueurs d'onde. Cependant, les scientifiques ont également découvert de manière inattendue que le chauffage pouvait également provoquer une atténuation de la lumière provenant de l'atmosphère à basse température. Ces découvertes peuvent fournir un outil pour diagnostiquer les environnements des taches sur les étoiles.

"Jusqu'à présent, nous avons fait les meilleurs scénarios, où il n'y a qu'une seule tache solaire visible, " a déclaré Toriumi. " Ensuite, nous prévoyons de faire de la modélisation numérique pour comprendre ce qui se passe si nous avons plusieurs taches solaires. "

En étudiant l'activité stellaire sur les jeunes étoiles en particulier, les scientifiques peuvent avoir une idée de ce qu'a pu être notre jeune Soleil. Cela aidera les scientifiques à comprendre comment le jeune Soleil, qui était globalement plus faible mais actif, a eu un impact sur Vénus, La Terre et Mars à leurs débuts. Cela pourrait également aider à expliquer pourquoi la vie sur Terre a commencé il y a quatre milliards d'années, ce que certains scientifiques spéculent est lié à une activité solaire intense.

L'étude des jeunes étoiles peut également contribuer à la compréhension des scientifiques de ce qui déclenche les super-éruptions, celles qui sont 10 à 1000 fois plus fortes que les plus grandes vues sur le Soleil au cours des dernières décennies. Les jeunes stars sont généralement plus actives, avec des superflares qui se produisent presque quotidiennement. Tandis que, sur notre Soleil plus mûr, ils ne peuvent se produire qu'une fois tous les mille ans environ.

Repérer les jeunes soleils propices au maintien de planètes habitables, aide les scientifiques qui se concentrent sur l'astrobiologie, l'étude de l'évolution de l'origine, et la distribution de la vie dans l'univers. Plusieurs télescopes de nouvelle génération en production, qui pourra observer d'autres étoiles dans les longueurs d'onde des rayons X et ultraviolets, pourrait utiliser les nouveaux résultats pour décoder les observations d'étoiles lointaines. À son tour, cela aidera à identifier les étoiles avec des niveaux appropriés d'activité stellaire pour la vie - et cela pourra ensuite être suivi par des observations d'autres missions à haute résolution à venir, comme le télescope spatial James Webb de la NASA.