La sonde européenne Solar Orbiter a réalisé une performance technique impressionnante en observant la même région du Soleil le 22 mars 2023, à différentes longueurs d'onde (ultraviolet et visible) et en réalisant des mesures du champ magnétique solaire et des mouvements à sa surface. D'un point de vue scientifique, le résultat est remarquable : cette approche permet d'observer en direct et simultanément divers effets liés à l'activité solaire et de mieux les comprendre !
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Aujourd'hui, l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (ESA) dévoile une série de quatre images du Soleil, toutes prises le même jour par Solar Orbiter, le 22 mars 2023, en observant la même région. Cette sonde, équipée de dix instruments, a été lancée en février 2020 et suit une orbite elliptique autour du Soleil, avec un périhélie situé à 42 millions de kilomètres et une inclinaison atteignant plus de 30° par rapport à l'équateuréquateur solaire. Cette configuration lui permet d'observer le Soleil avec une résolutionrésolution inégalée de 70 kilomètres par pixelpixel. Avec un diamètre de 1,4 million de kilomètres, soit environ 110 fois celui de la Terre, ces images illustrent la performance exceptionnelle des instruments.
Revenons aux images publiées aujourd'hui qui, à proprement parler, sont des mosaïques de 25 images chacune, capturées sur une période de plus de quatre heures. Le disque solaire mesure près de 8 000 pixels de diamètre dans ces mosaïques complètes, révélant une quantité incroyable de détails. Pour mieux s'en rendre compte, vous pouvez zoomer à l'intérieur de chacune de ces images, en vous focalisant par exemple sur la même tache solaire, dans cette petite application.
La photosphère solaire observée à la résolution la plus élevée jamais atteinte
Ces quatre images ont été réalisées à partir de deux des 10 instruments à bord de Solar Orbiter : l'imageur polarimétrique et héliosismique (PHI), qui fournit des images de la photosphèrephotosphère (la surface visible du Soleil) tout en mesurant la direction du champ magnétique et le mouvementmouvement à la surface, et l'imageur EUI, qui prend des images à haute résolution de l'atmosphèreatmosphère solaire en lumièrelumière non visible, c'est-à-dire en ultravioletultraviolet extrême.
Des taches solaires observées sous différents points de vue
Bien que les images présentées dans cet article soient en faible définition, les scientifiques disposent de photos à très haute résolution qui permettent un zoom substantiel sur la surface solaire. Par exemple, un agrandissement de l'image capturée en lumière visible par l'instrument PHI révèle la « surface » du Soleil pour ce qu'elle est : un plasma chaud et lumineux, constitué de gazgaz chargé, en mouvement perpétuel. Cette couche, qui émet presque l'intégralité du rayonnement solairerayonnement solaire, affiche une température variant de 4 500 à 6 000 °C. En dessous, le plasma dense est brassé au sein de la « zone de convectionconvection », rappelant le magmamagma du manteau terrestremanteau terrestre. Ce mouvement confère à la surface du Soleil une texturetexture granuleuse.
Les caractéristiques les plus frappantes de ces images sont sans doute les taches solaires. Dans les images en lumière visible, elles apparaissent comme des zones sombres, presque comme des trous, dans une surface autrement lisse. Ces taches solaires, qui sont plus froides que leur environnement immédiat, émettent par conséquent moins de lumière.
La carte magnétique fournie par PHI, ou « magnétogramme », révèle que le champ magnétiquechamp magnétique du Soleil s'intensifie à proximité des taches solaires. Ce champ magnétique se manifeste par des couleurscouleurs : il est dirigé vers l'extérieur (indiqué en rouge) ou vers l'intérieur (indiqué en bleu) au niveau des taches. Cette intensité magnétique explique pourquoi le plasma à l'intérieur des taches solaires est plus froid. En effet, la convection qui transporte la chaleurchaleur depuis l'intérieur du Soleil vers sa surface est perturbée par des particules chargées qui empruntent les lignes de champ magnétique denses, tant à l'intérieur qu'autour des taches.
De plus, la carte de vitessevitesse de PHI, également connue sous le nom de « tachygramme », illustre la vitesse et la direction du mouvement de la matièrematière à la surface du Soleil. Les zones bleues indiquent un mouvement vers le vaisseau spatial, tandis que les zones rouges signalent un mouvement s'éloignant de celui-ci.
Enfin, l'image de la couronne solairecouronne solaire capturée par EUI révèle les phénomènes qui se déroulent au-dessus de la photosphère. Au-dessus des régions actives des taches solaires, on observe du plasma brillant s'élever. Ce plasma, d'une température atteignant un million de degrés, suit les lignes de champ magnétique qui s'étendent depuis le Soleil, reliant souvent les taches solaires voisines.
