Les scientifiques ont découvert des jets en forme de têtard provenant de régions avec des champs magnétiques intenses sur le Soleil. Contrairement à ceux qui vivent sur Terre, ces « têtards » – anciennement appelés pseudo-chocs – sont entièrement constitués de plasma, le matériau électriquement conducteur fait de particules chargées qui représentent environ 99 pour cent de l'univers observable. La découverte ajoute un nouvel indice à l'un des plus anciens mystères de l'astrophysique.

Pendant 150 ans, les scientifiques ont essayé de comprendre pourquoi la haute atmosphère vaporeuse du Soleil (la couronne) est plus de 200 fois plus chaude que la surface solaire. Cette région, qui s'étend sur des millions de kilomètres, devient en quelque sorte surchauffé et libère continuellement des particules hautement chargées, qui parcourent le système solaire à des vitesses supersoniques.

Lorsque ces particules rencontrent la Terre, ils ont le potentiel de nuire aux satellites et aux astronautes, perturber les télécommunications, et même interférer avec les réseaux électriques lors d'événements particulièrement forts. Comprendre comment la couronne devient si chaude peut finalement nous aider à comprendre la physique fondamentale à l'origine de ces perturbations.

Dans les années récentes, les scientifiques ont largement débattu de deux explications possibles pour le chauffage coronal :les nanoflares et les ondes électromagnétiques. La théorie des nanoflares propose des explosions de type bombe, qui libèrent de l'énergie dans l'atmosphère solaire. Frères et sœurs aux plus grandes éruptions solaires, ils devraient se produire lorsque les lignes de champ magnétique se reconnectent de manière explosive, libérant une déferlante de chaud, particules chargées. Une théorie alternative suggère qu'un type d'onde électromagnétique appelée ondes d'Alfvén pourrait pousser des particules chargées dans l'atmosphère comme une vague océanique poussant un surfeur. Les scientifiques pensent maintenant que la couronne peut être chauffée par une combinaison de phénomènes comme ceux-ci, au lieu d'un seul.

La nouvelle découverte de pseudo-chocs ajoute un autre acteur à ce débat. Particulièrement, il peut apporter de la chaleur à la couronne à des moments précis, à savoir lorsque le Soleil est actif, comme pendant les maximums solaires - la partie la plus active du cycle de 11 ans du Soleil marqué par une augmentation des taches solaires, éruptions solaires et éjections de masse coronale.

La découverte des têtards solaires était quelque peu fortuite. Lors de l'analyse récente des données du spectrographe d'imagerie de la région d'interface de la NASA, ou IRIS, les scientifiques ont remarqué des jets allongés uniques émergeant des taches solaires ¬— cool, régions magnétiquement actives à la surface du Soleil et montant 3, 000 miles dans la couronne intérieure. Les jets, aux têtes volumineuses et aux queues raréfiées, regardaient les scientifiques comme des têtards nageant à travers les couches du Soleil.

"Nous recherchions des ondes et des éjectas de plasma, mais plutôt, nous avons remarqué ces pseudo-chocs dynamiques, comme des jets de plasma déconnectés, qui ne sont pas comme de vrais chocs mais hautement énergétiques pour combler les pertes radiatives du Soleil, " dit Abhishek Srivastava, scientifique à l'Indian Institute of Technology (BHU) de Varanasi, Inde, et auteur principal du nouveau papier en Astronomie de la nature .

À l'aide de simulations informatiques correspondant aux événements, ils ont déterminé que ces pseudo-chocs pouvaient transporter suffisamment d'énergie et de plasma pour chauffer la couronne interne.

Les scientifiques pensent que les pseudo-chocs sont éjectés par reconnexion magnétique - un enchevêtrement explosif de lignes de champ magnétique, qui se produit souvent dans et autour des taches solaires. Les pseudo-chocs n'ont été observés jusqu'à présent qu'au pourtour des taches solaires, mais les scientifiques s'attendent à ce qu'ils soient également trouvés dans d'autres régions hautement magnétisées.

Au cours des cinq dernières années, IRIS a gardé un œil sur le Soleil dans ses 10, Plus de 000 orbites autour de la Terre. C'est l'un des nombreux membres de la flotte d'observation du Soleil de la NASA qui ont continuellement observé le Soleil au cours des deux dernières décennies. Ensemble, ils travaillent à résoudre le débat sur le chauffage coronal et à résoudre d'autres mystères que le Soleil garde.

"Depuis le début, l'enquête scientifique d'IRIS s'est concentrée sur la combinaison d'observations à haute résolution de l'atmosphère solaire avec des simulations numériques qui capturent des processus physiques essentiels, " a déclaré Bart De Pontieu, chercheur au Lockheed Martin Solar &Astrophysics Laboratory à Palo Alto, Californie. "Cet article est une belle illustration de la façon dont une telle approche coordonnée peut conduire à de nouvelles connaissances physiques sur ce qui détermine la dynamique de l'atmosphère solaire."

Le plus récent membre de la flotte héliophysique de la NASA, Sonde solaire Parker, peut être en mesure de fournir des indices supplémentaires sur le mystère du chauffage coronal. Lancé en 2018, le vaisseau spatial survole la couronne solaire pour retracer comment l'énergie et la chaleur se déplacent dans la région et pour explorer ce qui accélère le vent solaire ainsi que les particules énergétiques solaires. En regardant les phénomènes bien au-dessus de la région où se trouvent les pseudo-chocs, L'enquête de Parker Solar Probe espère faire la lumière sur d'autres mécanismes de chauffage, comme les nanoflares et les ondes électromagnétiques. Ce travail viendra compléter les recherches menées avec IRIS.

"Ce nouveau mécanisme de chauffage pourrait être comparé aux investigations que Parker Solar Probe va mener, " a déclaré Aleida Higginson, scientifique adjoint du projet pour Parker Solar Probe au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland. "Ensemble, ils pourraient fournir une image complète du chauffage coronal."