Alors que la sonde solaire Parker s'approche du soleil, nous apprenons de nouvelles choses sur notre star locale.

Dans une nouvelle étude, des physiciens dirigés par l'Université de l'Iowa rapportent les premières mesures définitives du champ électrique du soleil, et comment le champ électrique interagit avec le vent solaire, le courant rapide de particules chargées qui peuvent affecter les activités sur Terre, des satellites aux télécommunications.

Les physiciens ont calculé la distribution des électrons dans le champ électrique du soleil, un exploit rendu possible par le fait que la sonde solaire Parker a projeté à moins de 0,1 unité astronomique (UA), ou à peine 9 millions de miles, du soleil, plus près que n'importe quel vaisseau spatial ne s'en est approché. De la distribution des électrons, les physiciens ont pu discerner la taille, largeur, et l'étendue du champ électrique du soleil plus clairement qu'auparavant.

"Le point clé que je voudrais souligner est que vous ne pouvez pas faire ces mesures loin du soleil. Vous ne pouvez les faire que lorsque vous vous en approchez, " dit Jasper Halekas, professeur agrégé au Département de physique et d'astronomie de l'Iowa et auteur correspondant de l'étude. "C'est comme essayer de comprendre une cascade en regardant la rivière un mile en aval. Les mesures que nous avons faites à 0,1 UA, nous sommes en fait dans la cascade. Le vent solaire accélère encore à ce moment-là. C'est vraiment juste un environnement génial dans lequel être."

Le champ électrique du soleil résulte de l'interaction de protons et d'électrons générés lorsque les atomes d'hydrogène sont séparés par la chaleur intense générée par la fusion au plus profond du soleil. Dans cet environnement, électrons, avec des masses 1, 800 fois moins que celui des protons, sont soufflés vers l'extérieur, moins contraints par la gravité que leurs frères et sœurs plus lourds à protons. Mais les protons, avec leur charge positive, exercer un certain contrôle, freiner certains électrons en raison des forces d'attraction familières des particules de charges opposées.

"Les électrons essaient de s'échapper, mais les protons essaient de les retirer. Et c'est le champ électrique, " dit Halekas, un co-investigateur pour le Solar Wind Electrons, Alphas, et l'instrument Protons à bord de la sonde solaire Parker, la mission dirigée par la NASA qui a été lancée en août 2018. "S'il n'y avait pas de champ électrique, tous les électrons se précipiteraient et disparaîtraient. Mais le champ électrique maintient le tout ensemble comme un flux homogène."

Maintenant, imaginez le champ électrique du soleil comme un immense bol et les électrons comme des billes roulant sur les côtés à des vitesses différentes. Certains des électrons, ou des billes dans cette métaphore, sont assez zippés pour traverser le rebord du bol, tandis que d'autres n'accélèrent pas assez et finissent par reculer vers la base du bol.

"Nous mesurons ceux qui reviennent et non ceux qui ne reviennent pas, " dit Halekas. " Il y a fondamentalement une frontière d'énergie entre celles qui s'échappent du bol et celles qui ne le font pas, qui peut être mesuré. Puisque nous sommes assez près du soleil, nous pouvons faire des mesures précises de la distribution des électrons avant que des collisions ne se produisent plus loin qui déforment la frontière et obscurcissent l'empreinte du champ électrique."

A partir de ces mesures, les physiciens peuvent en apprendre davantage sur le vent solaire, le jet de plasma du soleil d'un million de milles à l'heure qui déferle sur la Terre et les autres planètes du système solaire. Ce qu'ils ont découvert, c'est que le champ électrique du soleil exerce une certaine influence sur le vent solaire, mais moins qu'on ne le pensait.

"Nous pouvons maintenant chiffrer la quantité d'accélération fournie par le champ électrique du soleil, " dit Halekas. " On dirait que c'est une petite partie du total. Ce n'est pas la chose principale qui donne son coup de fouet au vent solaire. Cela indique ensuite d'autres mécanismes qui pourraient donner au vent solaire la majeure partie de son impulsion."

Le papier, "Le déficit d'électrons vers le soleil :un signe révélateur du potentiel électrique du soleil, " a été publié en ligne le 14 juillet dans Le Journal d'Astrophysique .