Sans instrumentation spéciale, le Soleil semble calme et inerte. Mais sous cette façade placide se cachent d'innombrables explosions miniatures appelées nanoflares.

Ces éruptions petites mais intenses naissent lorsque les lignes de champ magnétique dans l'atmosphère du Soleil s'emmêlent et s'étirent jusqu'à ce qu'elles se brisent comme un élastique. L'énergie qu'elles libèrent accélère les particules à une vitesse proche de la lumière et, selon certains scientifiques, chauffe l'atmosphère solaire à sa température brûlante d'un million de degrés Fahrenheit.

Tout cela se produit dans des couleurs de lumière si extrêmes que l'œil humain ne peut pas les voir. Les nanoflares ne sont pas visibles, du moins pas à l'œil nu.

Trouver les traces de nanoflares nécessite une vision aux rayons X, et les scientifiques ont travaillé dur pour développer les meilleurs outils pour le travail. La dernière avancée dans ce projet est représentée par l'imageur solaire à rayons X à optique focalisée de la NASA, ou mission FOXSI, effectuera bientôt son troisième vol depuis le White Sands Missile Range à White Sands, Nouveau Mexique, au plus tôt le 7 septembre.

FOXSI est une mission de fusée-sonde. Dérivé du terme nautique "sonner, " le sens de mesurer, les fusées-sondes effectuent de brefs voyages de 15 minutes au-dessus de l'atmosphère terrestre pour jeter un coup d'œil à l'espace avant de retomber au sol. Plus petite, moins cher et plus rapide à développer que les missions satellitaires à grande échelle, Les fusées-sondes offrent aux scientifiques un moyen de tester leurs dernières idées et instruments et d'obtenir des résultats rapides.

FOXSI parcourra 190 miles vers le haut, au-dessus du bouclier de l'atmosphère terrestre, pour regarder directement le Soleil et rechercher des nanoflares en utilisant sa vision aux rayons X.

"FOXSI est le premier instrument spécialement conçu pour imager les rayons X à haute énergie du Soleil en les focalisant directement, " a déclaré Lindsay Glesener, physicien de l'espace à l'Université du Minnesota à Minneapolis et chercheur principal de la mission. "D'autres instruments l'ont fait pour d'autres objets astronomiques, mais FOXSI est jusqu'à présent le seul instrument à optimiser spécialement pour le Soleil."

Le Soleil raconte son histoire en couches de lumière, dont chacun révèle ce qui se passe à différentes températures. Par exemple, la lumière du soleil que nos yeux peuvent voir provient principalement de la photosphère du Soleil, qui est d'environ 10, 000 degrés Fahrenheit. Mais il se passe beaucoup plus de choses en dehors des limites de la vision humaine. lumière à rayons X, en particulier, révèle des processus qui chauffent le plasma à des millions de degrés Fahrenheit, comme les explosions les plus violentes au cœur des nanoflares.

Mais des vues de haute qualité des rayons X du Soleil ne sont pas faciles. Contrairement à la lumière visible, Les rayons X sont difficiles à focaliser; ils ne sont en grande partie pas affectés par les lentilles et les miroirs utilisés dans les télescopes conventionnels. Les missions à rayons X précédentes devaient se passer de lumière focalisée.

"Dans le passé, nous utilisions généralement des masques intelligemment sélectionnés pour bloquer une partie des rayons X entrants, " a déclaré Sam Krucker, physicien de l'espace à l'Université de Californie, Berkeley, et chercheur principal pour les deux vols précédents de FOXSI. "Cela ne donne pas des images de très haute qualité, mais cela nous a néanmoins donné des informations cruciales sur la partie la plus énergétique des éruptions solaires."

Pour focaliser les rayons X, l'équipe FOXSI a utilisé extrêmement dur, surfaces lisses inclinées à un petit angle (moins d'un demi-degré) qui enfermeraient doucement la lumière des rayons X entrants vers un point de focalisation.

"Grâce à ces télescopes, nous pouvons maintenant faire des images focalisées aux rayons X de notre Soleil", a déclaré Krucker. "Ces images ont une qualité d'image bien améliorée à une sensibilité bien plus élevée."

Ce sera le troisième vol de FOXSI - son premier était en 2012, au cours de laquelle il a vu avec succès une petite éruption solaire en cours, et son deuxième en 2014, lorsqu'il a détecté la meilleure preuve au moment de l'émission de rayons X par les nanoflares. La troisième mission fait suite à cette découverte, mais cette fois, il comprend un nouveau télescope conçu pour l'imagerie à basse énergie, ainsi les rayons X dits mous.

"Y compris le télescope à rayons X mous nous donne des températures plus précises, " dit Glesener, permettant à l'équipe de repérer les signatures de nanoflare qui seraient manquées avec les seuls télescopes à rayons X durs. En outre, plusieurs autres améliorations de performances ont été apportées pour produire plus de précision, images à plus haute résolution.

Le troisième vol de FOXSI sera également le premier dirigé par Glesener, qui était un étudiant diplômé, puis le chef de projet, pour les deux vols précédents dirigés par Krucker.

« Ce type de formation et d'héritage de projet est courant dans les programmes de fusées-sondes, ", a déclaré Glesener. "Ils sont conçus pour développer et faire mûrir les leaders scientifiques ainsi que le matériel!"

FOXSI est une collaboration entre la NASA et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale, et a des co-chercheurs de l'Université du Minnesota; Université de Californie à Berkeley; Les centres de vol spatial Goddard et Marshall de la NASA à Greenbelt, Maryland, et Huntsville, Alabama, respectivement; l'Université de Tokyo; Université de Nagoya ; l'Observatoire astronomique national du Japon; et l'Université des sciences de Tokyo. FOXSI est soutenu par le Sounding Rocket Program de la NASA au Wallops Flight Facility de l'agence en Virginie. La division d'héliophysique de la NASA gère le programme de fusées-sondes.