Les tornades spatiales pourraient expliquer un mystère solaire
Une équipe de chercheurs européens a découvert des tornades très chaudes et rapides sur le Soleil, découverte qui permettrait de répondre à un nombre de questions dans le monde de la physique. La découverte est publiée dans la revue Nature. Atteignant des vitesses de 10 000 kilomètres par heure, ces nouvelles «tornades magnétiques» solaires rendent nos tornades terrestres insignifiantes. En fait, la tornade la plus rapide jamais enregistrée sur Terre a atteint à peine la vitesse de 486 km par heure et constitue un phénomène très rare. Ces tornades solaires magnétiques, créées par les structures de champs magnétiques en rotation engendrant des tourbillons de plasma, sont non seulement plus courantes mais détiennent également la clé d'une énigme de physique: pourquoi la surface du Soleil est-elle plus froide que sa couche atmosphérique la plus éloignée? Tout le monde sait que plus on se rapproche d'une source de chaleur, plus il fait chaud. Mais pourtant, le Soleil ne suit pas cette logique. Son noyau central est d'environ 15 000 000 degrés Celsius mais sa surface est de 5 500 degrés, ce qui confirme que plus on s'éloigne d'une source de chaleur, plus il fait froid. Le Soleil se refroidit à 4 300 degrés Celsius, là où une couche de l'atmosphère solaire, la photosphère, rencontre la chromosphère. Dans la chromosphère, tout est chamboulé. Lorsque la chromosphère rencontre la couche atmosphérique la plus externe, la couronne, les températures augmentent à 100 000 degrés Celsius et atteignent jusque 2 000 000 degrés dans la partie de la couronne la plus éloignée du Soleil. C'est cette source de chaleur qui étonne les chercheurs depuis longtemps. Un mystère qui pourrait bientôt être résolu grâce à cette récente découverte sur les tornades magnétiques. Le professeur Robertus Erdélyi, responsable du Centre de recherche de physique solaire et de plasma spatial (SP2RC) de la faculté de mathématique et de sciences de l'université de Sheffield explique: «L'un des problèmes les plus importants en astrophysique moderne se pose est pourquoi l'atmosphère d'une étoile, comme le Soleil, est plus chaude que sa surface? Imaginez que vous gravissez une montagne, par exemple un munro en Écosse, et plus vous grimpez, vous avez chaud. On sait que l'énergie provient la surface du Soleil, mais on ignore comment cette quantité d'énergie se déplace jusque dans l'atmosphère solaire. Nous pensons que nous avons trouvé des preuves dans la forme des structures magnétiques, les tornades solaires, qui transportent l'énergie nécessaire sous forme d'ondes magnétiques pour réchauffer le plasma solaire magnétisé. «Ainsi, nous avons rapporté notre découverte sur les tornades solaires magnétiques et leurs signatures dans les régions chaudes de l'atmosphère solaire là où la température atteint des millions de degrés Kelvin, à environ des milliers de kilomètres de la surface solaire. Il s'agit d'un grand pas dans ce domaine.» On estime qu'environ 11 000 de ces tornades solaires se déclenchent en même temps, et que chacune mesure plus de 1 600 km de large. Malgré leur nombre et leur taille, elles n'avaient jamais été observées jusqu'à présent. Le Dr Sven Wedemeyer-Böhm de l'université d'Oslo, en Norvège, responsable de l'équipe de recherche, commente la découverte: «Ces évènements sont de petits détails pour le Soleil. On ne les voit que comme des tourbillons au niveau de la chromosphère, la couche atmosphérique entre la photosphère (à savoir, la surface) et la couronne solaire. L'observation de la chromosphère est quelque peu complexe. Cette découverte a été rendue possible grâce un télescope solaire terrestre (télescope solaire suédois d'un mètre de diamètre), en association avec un télescope spatial solaire (de l'observatoire de dynamique solaire de la NASA), qui nous a permis de mieux observer le Soleil.» Notre équipe a pu théoriser qu'elles étaient responsables du transport énergétique du réservoir en dessous de la surface solaire, appelée zone de convection, la zone la plus chaude, à l'atmosphère externe sous formes d'ondes magnétiques. Le Dr Wedemeyer-Böhm poursuit: Nous avons démontré que ces tornades magnétiques transportent l'énergie depuis la surface du Soleil à sa couronne. Les tornades magnétiques constituent une étape importante dans la résolution du problème de couronne solaire chaude. Il est également étonnant que seuls deux ingrédients soient nécessaires pour générer ce phénomène: 1) les champs magnétiques et 2) les écoulements turbillonaires dans les courants descendants à proximité de la surface solaire suite à l'effet de 'baignoire'. Ces deux ingrédients composent la surface du Soleil, ce qui explique l'abondance du phénomène à tout moment. Leur présence étendue est une découverte importante car l'omniprésence est une condition nécessaire pour un mécanisme viable de réchauffement de couronne.» Cette découverte a également d'importantes implications dans le domaine de la création d'énergie propre, comme le fait remarquer le Robertus Erdélyi le fait remarquer. «Si nous parvenons à comprendre comment la nature magnétise les plasmas, comme c'est le cas pour ces tornades solaires, nous serons en mesure d'utiliser ce même processus pour développer la technologie nécessaire et construire des dispositifs produisant de l'énergie écologique propre et gratuite. Grâce à notre recherche collaborative, nous venons d'accomplir un énorme bond en avant dans la résolution de secrets sur un gros problème d'astrophysique et nous nous rapprochons de plus en plus de la solution.» Les scientifiques ont pu observer des tornades solaires dans l'atmosphère externe du Soleil, s'étendant à des milliers de kilomètres au-delà de la surface solaire, grâce à des satellites et des télescopes terrestres. De ces données, ils ont pu recréer des séquences d'images en 3D des tornades et ont pu simuler leurs évolutions à l'aide de codes numériques en utilisant les impressions magnétiques détectées par les télescopes à haute résolution.Pour de plus amples informations, consulter: Revue Nature : http://www.nature.com/ Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo: http://www.mn.uio.no/astro/english/
Pays
Norvège, Royaume-Uni