Ces images montrent les mesures effectuées par l'instrument SECCHI/EUVI à bord de STEREO à partir du 29 avril 2014. L'image de gauche a été prise dix minutes avant celle de droite. Les émissions de lumière ultraviolette extrême (à une longueur d'onde de 304 Å) montrent clairement un mouvement hélicoïdal des flux de plasma. Crédit :© NASA/MPS
En avril et juillet 2014, le Soleil a émis trois jets de particules énergétiques dans l'espace, qui étaient assez exceptionnels :les flux de particules contenaient de telles quantités de fer et d'hélium-3, une variété rare d'hélium, comme cela n'a été observé que peu de fois auparavant. Depuis que ces événements extraordinaires se sont produits sur le derrière de notre étoile, ils n'ont pas été découverts immédiatement. Un groupe de chercheurs dirigé par l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire (MPS) et l'Institut d'astrophysique de l'Université de Göttingen (Allemagne) présente une analyse complète maintenant dans le Journal d'astrophysique . Il est basé sur les données des sondes spatiales jumelles STEREO A et STEREO B, qui – à ce moment-là encore tous deux en activité – étaient dans une position d'observation favorable derrière le Soleil au moment crucial. Pour la première fois, l'étude montre une corrélation entre l'hélium-3 et les flux de particules riches en fer et les éruptions hélicoïdales de rayonnement ultraviolet dans l'atmosphère du Soleil. Ceux-ci pourraient fournir l'énergie nécessaire pour accélérer les particules dans l'espace.
Émissions soudaines de particules, dans lequel notre étoile lance à plusieurs reprises de grandes quantités de particules chargées et non chargées dans l'espace, sont encore un mystère. Certains de ces flux de particules s'accompagnent de violentes éruptions solaires, une augmentation soudaine et locale de la luminosité du Soleil, et contenir jusqu'à 10, 000 fois plus d'hélium-3 et jusqu'à 10 fois plus de fer que l'atmosphère solaire. Pourquoi cet isotope d'hélium extrêmement rare est-il accéléré dans l'espace si efficacement ? Et pourquoi le fer ? Comment le Soleil fournit-il à ces particules l'énergie nécessaire pour les catapulter dans l'espace ?
"Les événements, qui a eu lieu à l'arrière du Soleil en avril et juillet 2014, ont été particulièrement intenses et ont permis des aperçus exceptionnellement étendus", dit le Dr Radoslav Bučík du MPS. Le Soleil n'émet que rarement des flux de particules aussi fortement enrichis en hélium-3 et en éléments plus lourds dans l'espace - et souvent ils ne proviennent pas du "bon" endroit. La plupart des sondes spatiales qui étudient le Soleil le font à partir d'une position d'observation proche de la Terre. Ils ne voient donc que la face du Soleil tournée vers la Terre. Seuls les satellites STEREO A et B, qui orbitent autour de notre étoile depuis des côtés opposés depuis 2006, a commencé à observer la face cachée du Soleil en 2011.
La fusée du 29 avril, 2014 vu par l'instrument SECCHI/EUVI à bord de STEREO à une longueur d'onde de 171 Å. Particules énergétiques solaires riches en He dans des jets hélicoïdaux sur le Soleil, Les Journal d'astrophysique , Vol.852 , Nr.2
Peu de temps avant que le centre de contrôle ne perde contact avec STEREO B en octobre 2014, les deux sondes ont été témoins des éruptions de particules "cachées" le 30 avril 2014 et les 17 et 20 juillet 2014. Les éruptions ont duré jusqu'à trois jours chacune. "La quantité d'hélium-3 et de fer qu'ils contiennent a augmenté autant que dans une poignée d'autres événements connus, " Bučík décrit les mesures.
Alors que le télescope ionique SIT (Suprathermal Ion Telescope) embarqué sur les sondes STEREO enregistrait la composition des flux de particules, les instruments EUVI (Extreme Ultraviolet Imager), parties de l'ensemble d'instruments SECCHI de STEREO (Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation), regardé leurs régions d'origine dans l'atmosphère du Soleil. Là, les scientifiques ont trouvé l'augmentation typique du rayonnement ultraviolet extrême, qui s'accompagne généralement d'événements de particules de ce type, mais cette fois sous une forme inconnue :les mouvements hélicoïdaux étaient clairement reconnaissables.
"C'est la première fois que nous voyons une explosion de rayonnement tordu comme source d'hélium-3 et de flux de particules riches en fer, " dit Bučík. Le rayonnement est causé par le plasma chaud se déplaçant le long des lignes de champ magnétique qui tourbillonnent et changent constamment dans l'atmosphère du Soleil. Lorsque ces lignes de champ se regroupent, il peut y avoir une libération soudaine d'énergie. "Les champs magnétiques hélicoïdaux semblent fournir efficacement de l'hélium-3 et du fer dans l'atmosphère solaire - un peu comme une bobine de ressort qui est soudainement libérée, " a déclaré Bučik.
"Ce n'est qu'en explorant plus avant ce mécanisme que nous pourrons mieux comprendre les autres explosions solaires, " déclare le Dr Nariaki Nitta du Lockheed Martin Advanced Technology Center à Palo Alto, ETATS-UNIS. Les chercheurs se concentrent en particulier sur une autre variété d'événements de particules, ce qu'on appelle les éjections de masse coronale (CME). L'énergie de ces particules est très élevée. Ils peuvent conduire à des tempêtes solaires sur Terre, qui mettent en danger, par exemple, satellites. In rare cases, these ejections are also very rich in iron - and then particularly dangerous because of the particles' high mass. The researchers now want to investigate whether these iron-rich particles outbursts, trop, are accelerated by helical radiation bursts.
