L'observatoire solaire Sunrise est porté par un ballon à l'hélium à une hauteur de flottement de plus de 35 kilomètres. Crédit :© MPS
fibrilles scintillantes, augmentations explosives de la température, et les empreintes des boucles coronales :13 articles publiés aujourd'hui donnent un aperçu des résultats du deuxième vol de l'observatoire solaire embarqué Sunrise.
Lors de ses deux vols en 2009 et 2013, l'observatoire solaire en ballon Sunrise a connu une vue unique de notre Soleil :depuis une hauteur de plus de 35 kilomètres et équipé du plus grand télescope solaire qui ait jamais quitté la Terre, Sunrise a pu résoudre des structures d'une taille de 50 kilomètres dans la lumière ultraviolette (UV) du Soleil. Le journal Supplément du Journal d'Astrophysique consacre désormais un total de 13 articles aux résultats du deuxième vol de Sunrise. Ceux-ci sont complétés par quatre articles basés sur les données du premier vol qui ont maintenant été analysées. De cette façon, l'édition spéciale brosse le tableau le plus complet et le plus détaillé de la couche limite entre la surface visible du Soleil et son atmosphère en lumière ultraviolette. Les rapports du numéro spécial, entre autres, sur les explosions chaudes, structures en forme de fibrilles oscillantes, et les origines d'énormes flux de plasma. L'Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire (MPS) en Allemagne, chef du projet Sunrise, a une participation clé dans les 17 publications.
De nombreux secrets du Soleil ne sont révélés que dans la lumière ultraviolette (UV) que notre étoile émet dans l'espace. Cependant, puisque l'atmosphère terrestre filtre la plupart de ce rayonnement, une position d'observation au-dessus de cette couche d'air est idéale pour les chercheurs solaires. L'observatoire solaire embarqué Sunrise offre un accès à cette position - sans les coûts immenses d'une mission spatiale. Porté par un énorme ballon d'hélium, Le lever du soleil atteint une altitude de plus de 35 kilomètres, laissant la majeure partie de l'atmosphère terrestre en dessous.
La surface visible du Soleil (à gauche) montre un motif de soi-disant granules. Ils sont la preuve de flux de plasma chaud provenant de l'intérieur du Soleil, qui monte vers le haut, sont refroidis et redescendent. Dans la lumière ultraviolette de cette région, on peut voir de longues structures ressemblant à des fibrilles (à droite). Crédit :© MPS
Deux fois déjà, ce concept a fait ses preuves. Alors que Sunrise a été témoin d'un minimum d'activité étonnamment long lors de son premier vol en 2009, en 2013 notre étoile s'est présentée sous un aspect plus vigoureux :pendant près de six jours, Sunrise avait une excellente vue sur les taches solaires et les régions actives. Les chercheurs de MPS ont publié les premiers résultats de ce vol quelques mois plus tard. Plus clairement que jamais, les données UV révèlent des structures fines dans la basse atmosphère du Soleil, de quelques kilomètres seulement, telles que des points brillants et des fibrilles allongées près des taches solaires.
Depuis environ un an, la plupart des données de Sunrise II ont été entièrement réduites et constituent désormais la base de 13 des articles publiés aujourd'hui. Dans ces, les chercheurs, par exemple, élaborent leur analyse des structures de type fibrillaire et déterminent leur forme et leur durée de vie. Un des résultats :leur intensité et leur largeur fluctuent sur des échelles de temps de quelques secondes. Ces études détaillées ont été rendues possibles par la haute résolution de Sunrise et la longue série d'observations.
"Avec une résolution spatiale de 50 à 100 kilomètres, Sunrise fournit des données d'observation plus précises en lumière ultraviolette que tout autre télescope solaire spatial basé sur un ballon, " dit le professeur Dr. Sami K. Solanki, directeur au MPS et chef de la mission Sunrise. En outre, avec ses deux instruments SuFI (Sunrise Filter Imager) et IMaX (Imaging Magentograph Experiment), Sunrise se penche sur une région clé de la recherche solaire. Dans la zone comprise entre la surface visible du Soleil, la photosphère, et la couronne, la couche supérieure de l'atmosphère du Soleil, les chercheurs espèrent trouver des réponses à certaines des questions ouvertes les plus importantes de la physique solaire :comment est-il possible qu'avec environ un million de degrés, la couronne soit nettement plus chaude que la photosphère avec seulement 5 000 degrés ? De quelle manière l'énergie nécessaire de la photosphère est-elle transportée dans la couronne et transformée en chaleur ? Quel est le rôle de la dynamique du Soleil, champs magnétiques très complexes ? « Tout indique que les processus à petite échelle et de courte durée sont décisifs, " déclare le scientifique du projet Sunrise, le Dr Tino Riethmüller du MPS.
Un regard sur les empreintes des boucles coronales. Images obtenues par l'observatoire Solar Synamics de la NASA (à droite) le 12 juin, 2013 montrent des flux de plasma distincts dans la couronne solaire. Les données de Sunrise II documentent les champs magnétiques qui étaient présents sur le Soleil au même moment et au même endroit (à gauche). Petites régions, dans lequel la polarité magnétique est opposée à celle de l'environnement global s'avèrent être à l'origine des boucles. Crédit :© MPS/SDO
Les découvrir est la mission de Sunrise. Le premier jour du deuxième vol, par exemple, l'observatoire a été témoin d'une bombe Ellermann, une augmentation explosive mais localisée de l'intensité du rayonnement et de la température. Ce phénomène se produit généralement dans les régions actives en développement et est considéré comme un signe de reconstruction spectaculaire du champ magnétique du Soleil. L'énergie magnétique est ainsi convertie en chaleur, entre autres. Les simulations complétant les données d'observation suggèrent que ces changements dans l'architecture du champ magnétique proviennent de la photosphère à environ 200 kilomètres au-dessus de la surface visible du Soleil.
Un autre processus qui relie la photosphère relativement froide à la couronne chaude sont les boucles coronales, d'impressionnants flux de plasma en forme d'arc dans l'atmosphère solaire. Certains d'entre eux mesurent jusqu'à 100, 000 kilomètres de taille. Les points de départ de ces structures se trouvent souvent à proximité des régions actives. Les données Sunrise permettent désormais une vision précise de ces « empreintes ». Ils s'avèrent être des lieux de forts contrastes magnétiques :de petites régions dans lesquelles la polarité magnétique s'oppose à leur environnement prédominant. L'interaction de ces zones entraîne le transport de masse et d'énergie dans l'atmosphère.
"Les données des deux vols Sunrise sont un véritable trésor pour la physique solaire", dit Solanki. L'analyse des données se poursuivra pendant des années. En outre, le MPS planifie actuellement un troisième vol de l'observatoire en ballon.
