Grâce à la sonde solaire Parker de la Nasa, les scientifiques ont fait plusieurs découvertes sur le Soleil. Les premières données révèlent un environnement chaotique insoupçonné.

La sonde qui s’est approchée le plus près du Soleil a livré ses premières observations sur notre étoile. Le 4 décembre 2019, la Nasa a annoncé une série de découvertes qui ont été rendues possibles par la sonde solaire Parker, son observatoire spatial lancé en 2018. Les résultats ont été présentés dans 4 études publiées dans Nature.

Il y a un an, la sonde solaire Parker a été lancée pour répondre à une question : comment expliquer que l’atmosphère du Soleil soit beaucoup plus chaude que sa surface ? La sonde devait enregistrer de nouveaux éléments sur le vent solaire, un plasma constitué d’électrons (à 90 %), de protons et d’ions émis par le Soleil. Ce vent solaire baigne notre environnement. La sonde de la Nasa a permis de découvrir que des petits jets de plasma supersoniques troublent ce vent solaire, résume le CNRS dans un communiqué.

Avant le lancement de la sonde dans l’espace. // Source : Flickr/CC/Nasa HQ Photo (photo recadrée)

Ces premiers résultats sont une étape importante pour mieux connaître la physique du Soleil et la manière dont les étoiles naissent et évoluent. Ces découvertes aident aussi à savoir comment protéger les humains et les machines des effets du vent solaire dans l’espace.

Un vent solaire complexe et d’étranges perturbations

En s’approchant du Soleil, la sonde Parker a révélé une complexité et une activité insoupçonnées du vent solaire. Il est bien plus instable que ne le laissent penser les observations réalisées sur Terre, explique la Nasa. Les données de la sonde solaire Parker montrent des perturbations dans le mouvement du vent solaire, comme s’il revenait en arrière.

Ces perturbations amènent le champ magnétique à se replier sur lui-même, donnant l’impression que sa direction s’inverse. Ces retours en arrière peuvent durer plusieurs secondes ou plusieurs minutes. Ce phénomène contribue à rendre le vent solaire particulièrement turbulent.

Les retours en arrière observés par la sonde Parker. // Source : NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab/Adriana Manrique Gutierrez

Les scientifiques ne savent pas encore exactement pourquoi ces déviations sont observées. Ils soupçonnent néanmoins que les retours en arrière ne sont pas liés à une modification du champ magnétique au moment où il sort du Soleil : ces perturbations sont éloignées du Soleil. La sonde Parker doit effectuer une nouvelle approche le 29 janvier 2020 : ce sera peut-être l’occasion d’en savoir davantage sur ce processus.

La rotation du vent solaire observée

Pour la première fois, la sonde solaire Parker a observé la rotation du vent solaire. Depuis la Terre, le vent solaire donne l’impression d’émerger directement de l’étoile et de partir dans toutes les directions. « Mais le Soleil tourne en libérant le vent solaire ; avant qu’il soit libéré, le vent solaire tourne avec lui », explique la Nasa dans son communiqué. Au niveau d’un point précis, situé entre la Terre et le Soleil, le vent solaire qui s’écoulait en tournant se dirige alors de manière radiale, directement vers nous. Cette transition a lieu plus loin du Soleil que ce qui était prévu.

La sonde de la Nasa a enregistré une rotation du vent solaire qui commence à plus de 20 millions de kilomètres de l’étoile. Lorsque Parker s’approchait de son périhélie (le point de sa trajectoire le plus proche du Soleil), la vitesse du vent solaire était en augmentation.

Une zone sans poussières autour du Soleil

Le système solaire est peuplé de poussières, qui sont les restes des impacts qui ont donné naissance aux corps (planètes, astéroïdes, comètes). Mais y a-t-il de la poussière autour du Soleil ? À cause de sa température élevée, les scientifiques ont émis l’hypothèse qu’une région sans poussière entoure probablement le Soleil. Les données de la sonde solaire Parker apportent pour la première fois un début de réponse : « la poussière commence à se dissiper à un peu plus de 7 millions de kilomètres du Soleil », indique la Nasa.

La dispersion de la poussière observée par la sonde solaire Parker. // Source : NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

Grâce à la mission, les chercheurs peuvent observer pour la première fois cette région. Leur hypothèse est qu’il existe une zone, qui débuterait à une distance de 2 à 3 millions de kilomètres de l’astre, où la poussière est complètement absente. La Nasa pense que la sonde solaire Parker devrait pouvoir observer cette zone en 2020, lorsqu’elle se rapprochera encore plus de l’étoile.

Des petites particules énergétiques très rapides

La sonde solaire Parker apporte aussi un éclairage sur ce que la Nasa appelle des « tempêtes de particules énergétiques », qui consistent en des ions et des électrons dont la vitesse est accélérée par l’activité du Soleil. Ces particules peuvent voyager à une vitesse proche de celle de la lumière (soit environ 300 000 kilomètres par seconde). L’énergie apportée par ces ions et électrons peut endommager les engins qui se trouvent dans l’espace ou menacer la santé des astronautes.

Lorsque ces particules atteignent la Terre, il n’est déjà plus possible d’étudier les processus à l’origine de l’accélération de leur vitesse. Grâce à sa proximité avec le Soleil, la sonde Parker peut permettre de mieux comprendre comment ces particules énergétiques sont émises. Certains de ces événements sont si petits qu’aucune trace de ces particules n’atteint la Terre. Les scientifiques ont été surpris de voir que le Soleil émet bien plus de particules énergétiques qu’ils ne l’avaient prévu.

La sonde solaire Parker est loin d’avoir fini sa mission : elle doit encore effectuer 21 approches de plus en plus près du Soleil, pour se retrouver à une distance de plus de 6 millions de kilomètres de sa surface. La sonde doit résister à un environnement très difficile afin d’apporter de nouvelles données cruciales pour l’étude des étoiles.

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