Une carte de l'intensité du champ magnétique coronal superposée à une image coronale prise par l'instrument AIA sur l'observatoire de la dynamique solaire. Crédit :Yang et al. 2020, Science
Une équipe internationale de physiciens solaires, y compris des universitaires de l'Université de Northumbria, à Newcastle upon Tyne, a récemment mesuré le champ magnétique global de la couche la plus externe de l'atmosphère du Soleil, la couronne solaire, pour la première fois.
L'équipe, dont des chercheurs de l'Université de Pékin, Chine et Centre national de recherche atmosphérique (NCAR), NOUS., utilisé les observations du Coronal Multi-channel Polarimeter (CoMP), un instrument qui peut fournir des mesures du rayonnement infrarouge provenant de l'atmosphère du Soleil. Leurs recherches viennent d'être publiées dans la revue Science .
Le Soleil est une étoile magnétisée, et son champ magnétique joue un rôle essentiel dans la formation de l'atmosphère solaire. Le champ magnétique régit de nombreux aspects du comportement du Soleil, conduisant à un cycle solaire de 11 ans, des éruptions solaires spectaculaires, et le chauffage du gaz chaud (plasma) dans la couronne solaire à des millions de degrés Celsius.
Le champ magnétique traverse les différentes couches de l'atmosphère du Soleil, ce qui signifie que des informations sur le champ magnétique de l'atmosphère entière sont nécessaires pour comprendre l'interaction entre le plasma solaire et le champ magnétique.
Cependant, jusqu'à maintenant, les mesures de routine du champ magnétique solaire n'ont été réalisées qu'à la surface de notre étoile (la zone du Soleil connue sous le nom de photosphère).
Alors que plus de 100 ans se sont écoulés depuis la première mesure du champ magnétique du Soleil, nous n'avons toujours pas une connaissance précise du champ magnétique dans la haute atmosphère solaire, surtout la couronne.
Il y a plus de 20 ans, une technique appelée magnétosismologie a été proposée comme moyen de mesurer le champ magnétique dans la couronne. Cette méthode utilise des ondes magnétiques, connu sous le nom de vagues d'Alfvén, qui se déplacent le long des champs magnétiques.
Lignes de champ magnétique coronal obtenues à partir du modèle PFSS. Crédit :Z.-H. Yang et al., Sciences (2020)
Surtout, la vitesse à laquelle les ondes se déplacent dépend de la force du champ magnétique, ce qui signifie que pouvoir mesurer à quelle vitesse ils se déplacent permet une estimation du champ magnétique à faire.
Dr Richard Morton, un UKRI Future Leader Fellow travaillant à l'Université de Northumbria, est un expert mondial de l'observation et de l'analyse des ondes de la couronne solaire et faisait partie de l'équipe qui a livré ces résultats passionnants.
Le Dr Morton est un utilisateur de longue date de l'instrument CoMP et préconise l'utilisation de telles mesures pour étudier le champ magnétique du Soleil. Comme il l'explique :« Les données collectées par CoMP révèlent que la couronne solaire est pleine de ces ondes d'Alfvén et nous en fournit la meilleure vue possible. »
La recherche actuelle s'appuie sur les travaux antérieurs du Dr Morton, qui a démontré la possibilité que les ondes magnétiques puissent être utilisées comme un outil (Morton et al., Communication Nature 2015, Long et al., Astronomie &Astrophysique, 2017).
"Je pense que c'est une merveilleuse démonstration de la façon dont nous pouvons exploiter les ondes d'Alfvén pour sonder les propriétés du Soleil, " Le Dr Morton a ajouté, en notant que, "le processus est similaire à la façon dont les sismologues utilisent les tremblements de terre pour découvrir à quoi ressemble l'intérieur de la Terre."
C'est la première fois qu'une carte globale du champ magnétique coronal est obtenue à partir d'observations coronales réelles, marquant ainsi un pas vers la résolution du problème des mesures du champ magnétique coronal.
En principe, avec cette technique, des cartes globales du champ magnétique coronal pourraient désormais être obtenues en routine, combler la partie manquante des mesures du magnétisme global du Soleil. Avec des mesures de champ magnétique mesurées simultanément à la surface du Soleil, ces magnétogrammes coronaux synoptiques fourniront des informations essentielles pour faire progresser la compréhension de la façon dont le champ magnétique couple les différentes couches de l'atmosphère du Soleil ainsi que les mécanismes physiques responsables des éruptions solaires et du cycle solaire.
