Des données au sol inestimables pour les scientifiques observant les éruptions solaires
«Les points de désaccord sont toujours plus instructifs!», déclare le professeur Lyndsay Fletcher, coordinatrice du projet F-CHROMA (Flare Chromospheres: Observations, Models and Archives). Depuis le démarrage du projet début 2014, elle et son équipe ont utilisé tous les moyens possibles pour mieux comprendre les éruptions solaires et mettre à l'épreuve les théories et modèles existants. Ils ont notamment établi que l'énergie des éruptions devait pénétrer bien plus profondément que prévu dans l'atmosphère solaire, et que l'ionisation dans la chromosphère était essentielle à l'évolution des éruptions. Si les observations du projet ont été réalisées en utilisant des installations spatiales, elles ont surtout utilisé des installations au sol, dont les observations n'avaient pas été pleinement exploitées avant le lancement du projet. «Nous avons prévu de profiter de toutes les occasions qui se présentent pour demander du temps d'observation à partir d'installations au sol (y compris grâce aux opportunités offertes par le biais du projet SOLARNET, financé par la CE) et cela s'est avéré plutôt fructueux», rappelle le professeur Fletcher. «En bénéficiant de temps d'observation à partir d'installations terrestres, nous avons déterminé que les satellites d'observation du soleil comme le satellite IRIS de la NASA soutenaient volontiers nos observations là où ils le pouvaient. Des télescopes, aussi bien terrestres que spatiaux, ont examiné de petites parcelles du disque solaire, et nous avons donc dû définir une stratégie pour avoir les meilleures chances d'observer des éruptions, qui sont soudaines et imprévisibles.» Se concentrant sur la partie la plus complexe d'un groupe de taches solaires et de sites où des éruptions solaires ont été observées, l'équipe a choisi une approche consistant à «s'asseoir et à observer» qui s'est avérée payante: elle a pu au total obtenir à partir du sol 30 nouveaux ensembles de données sur les éruptions, et identifier les stratégies optimales pour observer les éruptions avec les nouveaux télescopes terrestres en ligne. Des observateurs amateurs, qui disposent souvent d'équipements d'excellente qualité, ont également apporté leur contribution. En septembre 2015 et en juillet 2016, l'équipe a organisé des campagnes intitulées F-HUNTERS pour encourager ces amateurs à suivre les cibles d'observation des éruptions définies par F-CHROMA et à envoyer leurs données. «En général, les télescopes utilisés par les observateurs amateurs peuvent observer une surface plus importante du disque solaire (mais avec moins de détails) que les télescopes professionnels, et les amateurs peuvent 'attraper' des éruptions manquées par les télescopes professionnels», explique le Dr Fletcher. De la même façon, les télescopes amateurs peuvent observer la lumière blanche à large bande, ce que verrait votre œil si vous projetiez une image solaire lorsque se produit une éruption. En général, ce rayonnement est négligé par les équipements professionnels qui s'intéressent à des raies d'émission spectrale spécifiques, mais il est crucial pour comprendre les énergies impliquées dans une éruption. «Nous réfléchissons à la manière de développer cette technique pour traiter efficacement les observations de la prochaine génération d'observatoires solaires au sol, ainsi qu'à la façon dont les observations des amateurs pourraient être optimisées», déclare le professeur Fletcher. «Certaines des données qu'il nous ont fournies sont de très haute qualité et, avec des calibrages appropriés, elles pourraient être utilisées pour compléter nos connaissances sur la façon dont se sont développées certaines éruptions. Cette expérience dans son ensemble, et en particulier la réponse enthousiaste de nos collègues amateurs, a été très stimulante pour l'équipe. Elle nous a rappelé pourquoi nous faisons cela.» Des données pour tout le monde Dans l'ensemble, une modélisation soignée et une analyse des données sur les radiations de la chromosphère apportent des réponses importantes sur la hausse de la température, l'augmentation de l'ionisation, les flux, chocs et autres modifications du plasma qui sont d'un très grand intérêt en astrophysique. L'équipe a également comparé ses données avec deux simulations informatiques complètement indépendantes des évènements se produisant au cours d'une éruption, et a établi que les résultats étaient très similaires. «Nous avons également pu déterminer le moyen le plus efficace pour 'attraper' une éruption au cours des observations», s'enthousiasme le professeur Fletcher. «Ces connaissances seront vitales pour observer les éruptions avec la prochaine génération de télescopes spatiaux, car l'obtention de temps d'observation avec ces télescopes sera soumise à une rude concurrence.» Grâce à F-CHROMA, les scientifiques ont maintenant accès à des données terrestres formatées sur les éruptions solaires qu'ils peuvent utiliser pour leurs propres recherches et ils peuvent se préparer à utiliser la prochaine génération d'observatoires dont la mise en service débutera à partir de 2019. Ils ont également accès à un ensemble de modèles perfectionnés sur la réponse de la chromosphère à différents types d'apports énergétiques, et à des outils leur permettant de simuler le rayonnement produit afin de le comparer aux données: «Ces modèles, appelés modèles hydrodynamiques de rayonnement, exigent beaucoup de temps, d'expertise et de puissance de calcul. Plutôt que d'imposer aux scientifiques d'apprendre à faire fonctionner et à 'nourrir' le code, nous l'avons fait pour eux, ce qui leur permet de se concentrer sur les interprétations physiques», explique le professeur Fletcher. Grâce aux données, simulations et outils d'analyse mis à la disposition de la communauté scientifique, l'équipe espère maintenant que les spécialistes du Soleil et leur collaborateurs seront encouragés à s'engager dans des études sur les éruptions solaires, au-delà du projet F-CHROMA .
Mots‑clés
F-CHROMA, chromosphère, rayonnement solaire, atmosphère solaire, éruption solaire, ionisation, télescope, météorologie spatiale