La couche externe extrêmement chaude du Soleil, la couronne, a une composition chimique très différente des couches internes plus froides, mais la raison en a intrigué les scientifiques pendant des décennies.

Une explication est que, dans la couche intermédiaire (la chromosphère), les ondes magnétiques exercent une force qui sépare le plasma du Soleil en différents composants, de sorte que seules les particules ioniques sont transportées dans la couronne, tout en laissant des particules neutres derrière (conduisant ainsi à une accumulation d'éléments tels que le fer, silicium et magnésium dans l'atmosphère extérieure).

Maintenant, dans une nouvelle étude publiée dans Le Journal d'Astrophysique , les chercheurs ont combiné les observations d'un télescope au Nouveau-Mexique, les États Unis, avec des satellites situés près de la Terre pour identifier un lien entre les ondes magnétiques dans la chromosphère et les zones d'abondantes particules ionisées dans l'atmosphère extérieure chaude.

L'auteur principal, le Dr Deborah Baker (UCL Space &Climate Physics) a déclaré :" Les différentes compositions chimiques des couches interne et externe du Soleil ont été notées pour la première fois il y a plus de 50 ans. Cette découverte a généré ce qui est l'une des questions ouvertes de longue date dans astrophysique.

"La différence de composition est surprenante, étant donné que les couches sont physiquement liées, et que la matière dans la couronne provient de la couche la plus interne, la photosphère.

"Maintenant, grâce à une combinaison unique d'observations terrestres et spatiales de l'atmosphère solaire, effectué presque simultanément, il a été possible de détecter définitivement des ondes magnétiques dans la chromosphère et de les relier à une abondance d'éléments dans la couronne qui ne se trouvent pas dans les régions intérieures du Soleil.

« Identifier les processus qui façonnent la couronne est crucial alors que nous essayons de mieux comprendre le vent solaire, un flux de particules chargées sortant du Soleil, qui peuvent perturber et endommager les satellites et les infrastructures sur Terre.

"Nos nouvelles découvertes nous aideront à analyser le vent solaire et à le retracer d'où il vient dans l'atmosphère du Soleil."

Les résultats s'appuient sur ceux d'un article connexe rédigé par bon nombre des mêmes auteurs, publié le mois dernier dans le Transactions philosophiques de la Royal Society , qui a détecté sans ambiguïté des ondes magnétiques dans la chromosphère, exclure d'autres facteurs qui auraient pu générer des oscillations magnétiques similaires.

L'existence d'ondes magnétiques - des vibrations d'ions voyageant dans une certaine direction - a été théorisée pour la première fois en 1942 et serait générée par les millions de nanoflares, ou mini explosions, se déroulant dans la couronne chaque seconde.

L'équipe de recherche à l'origine du nouvel article a tracé la direction des ondes en modélisant une gamme de champs magnétiques et a découvert que les ondes se reflétant dans la chromosphère semblaient être magnétiquement liées à des zones d'abondantes particules ionisées dans la couronne.

Dr. Marco Stangalini (Agence spatiale italienne et Institut national d'astrophysique, Rome), co-auteur des deux articles, dit :« La différence de composition chimique entre la couche interne, la photosphère, et la couronne est une caractéristique non seulement de notre propre Soleil, mais d'étoiles dans tout l'Univers. Ainsi, en observant notre laboratoire local, le soleil, nous pouvons améliorer la compréhension de l'Univers bien au-delà."

Les deux articles ont utilisé des observations acquises par IBIS, l'imageur spectropolarimétrique haute résolution du télescope solaire Dunn au Nouveau-Mexique, ainsi que l'imagerie du spectromètre imageur EUV (EIS) sur l'observatoire solaire Japon/Royaume-Uni/États-Unis Hinode (un instrument conçu et construit par une équipe dirigée par l'UCL) et les données de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA (SDO).

Les chercheurs affirment que leurs découvertes constituent une base pour de futures recherches utilisant les données du Solar Orbiter, une mission de l'Agence spatiale européenne acquérant des images rapprochées du Soleil. La mission, qui a été lancée en février dernier, comprend les instruments proposés, conçu et construit à l'UCL.