Simulation de lignes de champ magnétique torsadées émergeant de la photosphère, la surface visible du Soleil. Crédit :MacTaggart et al.
Une nouvelle approche pour analyser le développement des enchevêtrements magnétiques sur le Soleil a conduit à une percée dans un débat de longue date sur la façon dont l'énergie solaire est injectée dans l'atmosphère solaire avant d'être libérée dans l'espace, provoquant des événements météorologiques spatiaux. La première preuve directe que les lignes de champ se nouent avant d'émerger à la surface visible du Soleil a des implications pour notre capacité à prédire le comportement des régions actives et la nature de l'intérieur solaire. Dr Christopher Prior du Département des sciences mathématiques, Université de Durham, présentera le travail aujourd'hui lors de la réunion virtuelle nationale d'astronomie (NAM 2021).
Les chercheurs sont généralement d'accord pour dire que l'activité solaire est causée par des instabilités dans les torsions géantes de cordes magnétiques enfilant la surface visible du Soleil, connue sous le nom de photosphère. Cependant, il y a eu un débat en cours sur la façon dont ces enchevêtrements se forment. Les deux théories dominantes ont suggéré soit que des bobines de lignes de champ émergent à travers la photosphère à partir de la zone de convection ci-dessous, ou que les pieds des lignes de champ arquées s'enroulent les unes autour des autres sur la surface elle-même et créent des tresses. Les deux mécanismes pourraient théoriquement produire des effets tels que la rotation des taches solaires et des éruptions solaires dramatiques, mais, à ce jour, aucune preuve d'observation directe n'avait étayé de façon concluante l'un ou l'autre scénario.
Prior et ses collègues de l'Université de Glasgow et de l'INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania en Italie ont proposé une nouvelle mesure directe de l'intrication du champ magnétique en suivant la rotation des lignes de champ aux points d'intersection avec la photosphère. Ce « enroulement magnétique » devrait se manifester de différentes manières pour chacune des deux théories. Ainsi, l'application d'un enroulement magnétique aux observations de la photosphère et l'examen des motifs résultants pourraient permettre d'obtenir une réponse définitive pour laquelle la théorie était correcte.
L'image de gauche montre une série de boucles magnétiques sur le Soleil, comme capturé par l'Observatoire de la dynamique solaire de la NASA. L'image de droite a été traitée pour mettre en évidence les bords de chaque boucle et rendre la structure plus claire. Crédit :Goddard Space Flight Center/SDO de la NASA.
Les chercheurs ont étudié l'enroulement magnétique de 10 régions actives du Soleil lors d'observations effectuées par des missions solaires. Dans tous les cas, les résultats correspondaient à la théorie de l'émergence de lignes de champ magnétique pré-torsadées s'élevant de la zone de convection.
Avant explique, "Le motif des lignes de champ pré-torsadées correspondait exactement aux données d'observation que nous avions considérées initialement, et cela s'est depuis avéré vrai pour tous les ensembles de données de régions actives que nous avons examinés jusqu'à présent. Nous prévoyons que l'enroulement magnétique deviendra une quantité de base dans l'interprétation de la structure du champ magnétique à partir des données d'observation."
