Lumière sur les premières observations du Soleil par la sonde Parker Solar Probe

Publié par Adrien le 19/12/2019 à 08:00
Source: CNRS
La sonde spatiale Parker Solar Probe est partie en 2018 à la découverte d'un des derniers endroits inexplorés du Système solaire: son étoile. Après un an d'observations, elle a mis en évidence, tout près du Soleil, un environnement extrêmement dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) constamment perturbé par des éjections de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) de toutes tailles. Les premiers résultats de la mission font l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) de quatre articles publiés dans la revue Nature le 4 décembre 2019.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) de Parker Solar Probe
NASA's Goddard Space Flight Center

Pourquoi l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine jaune, et...) est-elle deux cents fois plus chaude que sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) ? C'est l'un des plus grands mystères qui entourent littéralement le Soleil. Pour répondre à cette question, la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est...) a lancé la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est...) Parker Solar Probe, en août 2018, pour la mission d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) la plus proche du Soleil jamais réalisée. Tel un colon interplanétaire, la sonde brave actuellement la fournaise de la couronne solaire (La couronne solaire est la partie de l'atmosphère du Soleil située au-delà de la chromosphère et qui s'étend sur des millions de kilomètres en se...) à la conquête de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) inédites sur les propriétés du vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle...), ce gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) ionisé qui transporte une partie du champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction,...) du Soleil. Quand des bourrasques de ce vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur...) atteignent la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...), elles y provoquent des aurores boréales, parfois même des pannes électriques ou des perturbations des systèmes GPS, dont dépendront demain les voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est équipée en conséquence. C'est un des...) autonomes et d'autres systèmes automatisés. Ces phénomènes font partie de la météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de...) de l'espace à l'instar des phénomènes météorologiques atmosphériques. Mieux cerner ce vent est donc fondamental pour notre connaissance du Soleil comme pour le développement de nos technologies.

Un an après son lancement, la mission offre des premiers résultats surprenants. Les chercheurs ont notamment découvert que le vent solaire est fortement perturbé par de petits jets de plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes...) supersoniques. Ces derniers pourraient impacter le mécanisme de formation du vent solaire et du chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) de la couronne.

Ces premières observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) suggèrent également que le nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la...) de poussière en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) du Soleil disparaît progressivement à l'approche de sa surface: un résultat qui confirmerait une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) proposée de longue date. La découverte de particules énergétiques émises et accélérées en permanence par de petits orages solaires est une aussi vraie surprise: elle suggère l'existence d'un vivier de particules énergétiques autour du Soleil qui pourraient être essentielles à la formation de particules de très haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) qui menacent notamment le bon fonctionnement de nos satellites (Satellite peut faire référence à :) et les vols habités vers la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance...) ou Mars. Enfin, ces découvertes, quoique réalisées uniquement sur le Soleil, sont aussi pertinentes pour mieux comprendre d'autres catégories d'étoiles. Par exemple, les chercheurs ont observé une vitesse (On distingue :) de rotation plus importante que prévu de la couronne autour du Soleil ce qui pourrait avoir une incidence sur notre compréhension plus générale de la rotation des étoiles.

Ainsi, la sonde propose déjà plusieurs pièces de puzzle qui permettront de répondre à l'objectif de sa mission. Les vingt-deux autres passages de plus en plus proches de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) prévus d'ici 2025 promettent de belles découvertes.

Les cinq laboratoires français impliqués dans la mission Parker Solar Probe sont l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers (étoiles,...) et planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des...) (CNRS/Université Paul Sabatier Toulouse III/CNES), le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (CNRS/Observatoire de Paris/Sorbonne Université/Université de Paris), le Laboratoire de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) et chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une dimension...) et de l'espace (CNRS/CNES/Université d'Orléans), le Laboratoire de physique des plasmas (La physique des plasmas est la branche de la physique qui étudie les propriétés, la dynamique et les applications des plasmas. Un plasma est une phase de la matière constituée...) (CNRS/École Polytechnique/Observatoire de Paris/Université Paris-Sud/Sorbonne Université) et le laboratoire Procédés, matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) et énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre,...) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).).

Bibliographie

Alfvénic velocity spikes and rotational flows in the near-Sun solar wind. J. C. Kasper et al., Nature, 4 décembre 2019, Doi: 10.1038/s41586-019-1813-z.

Highly structured slow solar wind emerging from an equatorial coronal hole. S. D. Bale et al., Nature, 4 décembre 2019, Doi: 10.1038/s41586-019-1818-7.

Near-Sun Observations of an F-corona Decrease 1 and K-Corona Fine Structures. R. A. Howard et al., Nature, 4 décembre 2019, DOI 10.1038/s41586-019-1807-x.

Energetic Particle Environment near the Sun from Parker Solar Probe. D.J. McComas et al., Nature, 4 décembre 2019, McComas et al., https://doi.org/10.1038/s41586-019-1811-1.
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