Des chercheurs du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) de l'Université du Colorado à Boulder plongent dans l'environnement poussiéreux qui entoure le soleil, une recherche qui pourrait aider à révéler comment des planètes comme la Terre naissent.

La poursuite passe par la sonde solaire Parker de la NASA, une mission pionnière qui a rapproché les scientifiques de l'étoile d'origine de la Terre que tout autre vaisseau spatial à ce jour. Sur deux ans, la sonde a fait six fois le tour du soleil, atteignant des vitesses maximales d'environ 290, 000 milles à l'heure.

Dans le processus, l'équipe Parker a beaucoup appris sur les grains de poussière microscopiques qui se trouvent juste au-delà de l'atmosphère du soleil, dit David Malaspina, un physicien des plasmas spatiaux au LASP. Dans de nouvelles recherches, par exemple, lui et ses collègues ont découvert que les densités de ces morceaux de roche et de glace semblent varier énormément au cours des mois, ce à quoi les scientifiques ne s'attendaient pas.

"Chaque fois que nous entrons dans une nouvelle orbite, et nous pensons comprendre ce que nous voyons autour du soleil, la nature va et nous surprend, " dit Malaspina, également professeur adjoint au Département des sciences astrophysiques et planétaires.

Il présentera les résultats du groupe mardi, Le 8 décembre lors de la réunion virtuelle d'automne 2020 de l'American Geophysical Union (AGU).

Malaspina a déclaré que la poussière peut donner aux chercheurs un effet inattendu, et minuscule, fenêtre sur les processus qui ont formé la Terre et ses planètes voisines il y a plus de 4,5 milliards d'années.

"En apprenant comment notre étoile traite la poussière, nous pouvons extrapoler cela à d'autres systèmes solaires pour en savoir plus sur la formation des planètes et comment un nuage de poussière devient un système solaire, " il a dit.

Dyson solaire

La zone juste autour du soleil, un environnement chaud et riche en radiations, est souvent plus poussiéreux que vous ne l'imaginez, dit Malaspina. Il contient plus de grains de poussière en volume que la plupart des autres étendues d'espace ouvertes du système solaire. C'est parce que l'étoile, par la gravité et d'autres forces, attire la poussière vers elle de millions à des milliards de kilomètres de distance, un peu comme un aspirateur.

Mais cet aspirateur est imparfait. À mesure que les particules de poussière se rapprochent du soleil, son rayonnement les pousse de plus en plus - certains de ces grains de poussière commenceront à souffler dans l'autre sens et pourront même s'envoler complètement du système solaire. La suite d'instruments Wide-Field Imager for Parker Solar Probe (WISPR) à bord du vaisseau spatial a trouvé la première preuve de l'existence de cette région dépourvue de poussière, connue sous le nom de zone sans poussière, plus de 90 ans après sa prédiction.

"Ce que vous obtenez, c'est cet environnement vraiment intéressant où toutes ces particules se déplacent vers l'intérieur, mais une fois qu'ils atteignent l'environnement proche du soleil, ils peuvent être emportés, " a déclaré Malaspina.

Depuis son lancement en 2018, Parker Solar Probe—construit et exploité par le Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, qui dirige également la mission de la NASA – a volé jusqu'à environ 11,6 millions de miles de la surface du Soleil.

Sur chacune des orbites de Parker autour du soleil, le vaisseau spatial est entré en collision avec des milliers de grains de poussière. Beaucoup de ces particules se vaporisent sur place, créant une petite salve de particules chargées que la sonde peut détecter à l'aide des cinq antennes qui font partie de son expérience FIELDS. Le LASP joue un rôle important dans cette expérience, qui est dirigé par l'Université de Californie, Berkeley. Pensez-y comme étudier les populations d'insectes en comptant les éclaboussures sur le pare-brise de votre voiture.

"Vous obtenez une petite bouffée de plasma, " dit Malaspina. " En regardant ces pointes, nous pouvons comprendre par combien d'impacts de poussière nous sommes touchés."

De nouveaux mystères

Malaspina et ses collègues espéraient à l'origine utiliser ces bouffées pour déterminer où exactement la poussière volant vers l'intérieur du système solaire devient de la poussière volant vers l'extérieur. Mais ils sont tombés sur quelque chose d'étrange dans le processus :les concentrations de poussière que l'équipe a enregistrées semblaient varier jusqu'à 50 % entre les six orbites de Parker autour du Soleil.

"C'est vraiment intéressant parce que l'échelle de temps qu'il faut pour que la poussière se déplace vers le Soleil est de milliers à des millions d'années, " a déclaré Malaspina. "Alors, comment pouvons-nous obtenir une variation en seulement trois ou quatre mois?"

Cet environnement poussiéreux, en d'autres termes, peut être beaucoup plus compliqué et rapide que les scientifiques ne le pensaient auparavant. Malaspina a déclaré que l'équipe devra attendre que Parker termine d'autres orbites pour savoir exactement ce qui se passe. Il est simplement ravi de faire partie de cette chance unique de passer le doigt le long des étagères poussiéreuses du Soleil.

"C'est la seule mesure in-situ que nous allons obtenir pendant longtemps dans le système solaire interne, " a déclaré Malaspina. "Nous essayons d'en tirer le meilleur parti et d'apprendre autant que possible."