S'il semble souvent invariable de notre point de vue sur Terre, le soleil change constamment. La matière traverse non seulement l'étoile elle-même, mais tout au long de son atmosphère expansive. Comprendre la danse de ce gaz chargé est un élément clé pour mieux comprendre notre soleil - comment il chauffe son atmosphère, comment il crée un flux constant de vent solaire s'écoulant vers l'extérieur dans toutes les directions, et comment les champs magnétiques se tordent et se transforment pour créer des régions qui peuvent exploser lors d'éruptions géantes. Maintenant, pour la première fois, les chercheurs ont suivi un type particulier d'onde solaire alors qu'elle remontait de la surface du soleil à travers son atmosphère, ajoutant à notre compréhension de la façon dont la matière solaire se déplace à travers le soleil.

Le suivi des ondes solaires comme celui-ci fournit un nouvel outil aux scientifiques pour étudier l'atmosphère du soleil. L'imagerie du voyage confirme également les idées existantes, aider à établir l'existence d'un mécanisme qui déplace l'énergie - et donc la chaleur - dans la haute atmosphère mystérieusement chaude du soleil, appelé la couronne. Une étude sur ces résultats a été publiée le 11 octobre. 2016, dans Les lettres du journal astrophysique .

"Nous voyons certains types d'ondes sismiques solaires se diriger vers le haut dans la basse atmosphère, appelé la chromosphère, et de là, dans la couronne, " a déclaré Junwei Zhao, un scientifique solaire à l'Université de Stanford à Stanford, Californie, et auteur principal de l'étude. "Cette recherche nous donne un nouveau point de vue pour regarder les ondes qui peuvent contribuer à l'énergie de l'atmosphère."

L'étude utilise la richesse des données capturées par l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA, Spectrographe d'imagerie de région d'interface de la NASA, et l'observatoire solaire de Big Bear à Big Bear Lake, Californie. Ensemble, ces observatoires observent le soleil dans 16 longueurs d'onde de lumière qui montrent la surface du soleil et la basse atmosphère. SDO à lui seul capture 11 d'entre eux.

"SDO prend des images du soleil dans de nombreuses longueurs d'onde différentes à une résolution temporelle élevée, " a déclaré le doyen Pesnell, Scientifique du projet SDO au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Cela vous permet de voir les fréquences de ces ondes - si vous n'aviez pas d'images aussi rapides, vous perdriez la trace des vagues d'une image à l'autre."

Bien que les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les vagues qu'ils repèrent à la surface du soleil, appelé la photosphère, sont liés à ceux observés dans les parties les plus basses de l'atmosphère solaire, appelé la chromosphère, cette nouvelle analyse est la première fois que les scientifiques parviennent à observer réellement la vague remonter à travers les différentes couches dans l'atmosphère du soleil.

Lorsque le matériau est chauffé à des températures élevées, il libère de l'énergie sous forme de lumière. Le type, ou longueur d'onde, de cette lumière est déterminé par ce qu'est le matériau, ainsi que sa température. Cela signifie que différentes longueurs d'onde du soleil peuvent être mappées à différentes températures de matériau solaire. Puisque nous savons comment la température du soleil change à travers les couches de son atmosphère, nous pouvons ensuite ordonner ces longueurs d'onde en fonction de leur hauteur au-dessus de la surface - et essentiellement observer les ondes solaires lorsqu'elles se déplacent vers le haut.

Les implications de cette étude sont doubles - premièrement, cette technique d'observation des vagues elle-même donne aux scientifiques un nouvel outil pour comprendre la basse atmosphère du soleil.

"Regarder les vagues se déplacer vers le haut nous en dit long sur les propriétés de l'atmosphère au-dessus des taches solaires - comme la température, pression, et densité, " dit Ruizhu Chen, un étudiant scientifique diplômé à Stanford qui est un auteur de l'étude. "Plus important, nous pouvons déterminer la force et la direction du champ magnétique."

L'effet du champ magnétique sur ces ondes est prononcé. Au lieu de voyager directement vers le haut à travers le soleil, les vagues s'éloignent, prendre un chemin courbe à travers l'atmosphère.

"Le champ magnétique agit comme une voie ferrée, guidant les vagues à mesure qu'elles montent dans l'atmosphère, " dit Pesnell, qui n'a pas participé à cette étude.

La deuxième implication de cette nouvelle recherche concerne une question de longue date en physique solaire - le problème du chauffage coronal.

Le soleil produit de l'énergie en fusionnant de l'hydrogène en son cœur, Ainsi, les modèles les plus simples suggèrent que chaque couche du soleil devrait être plus froide lorsque vous vous déplacez vers l'extérieur. Cependant, l'atmosphère du soleil, appelé la couronne, est environ cent fois plus chaude que la région ci-dessous - contrairement à ce à quoi vous vous attendriez.

Personne n'a encore pu déterminer avec certitude la source de toute la chaleur supplémentaire dans la couronne, mais ces ondes peuvent jouer un petit rôle.

"Quand une vague monte, un certain nombre de choses différentes peuvent arriver, " dit Zhao. " Certains peuvent réfléchir vers le bas, ou contribuer au chauffage - mais de combien, nous ne savons pas encore."

NASA Goddard construit, exploite et gère le vaisseau spatial SDO pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. Lockheed Martin a conçu l'observatoire IRIS et gère la mission pour la NASA. Le Big Bear Solar Observatory est exploité par le New Jersey Institute of Technology à Newark, New Jersey.