L’atmosphère du Soleil pourrait être plus chaude que sa surface à cause d’une « soupe d’ondes »

Le mystère intrigue la communauté scientifique depuis des années : l’atmosphère du Soleil est bien plus chaude que sa surface, contrairement à ce que l’on pourrait penser. Deux scientifiques de l’université du Michigan ont proposé une explication à ce phénomène dans la revue The Astrophysical Journal Letters le 4 juin 2019.

« Les ions de la couronne solaire et du vent solaire sont trop chauds », constatent les spécialistes. La couronne solaire est la partie la plus externe de l’atmosphère de l’étoile, celle que l’on voit encore lors d’une éclipse solaire totale. Elle peut faire jusqu’à 1 million de degrés Celsius. Le vent solaire désigne un plasma rejeté par l’astre. D’après les auteurs, les ions auraient cette température étonnante dans une zone proche de l’étoile, où des ondes magnétiques sont propices à leur chauffage.

Les ions de l'atmosphère du Soleil sont étonnamment chauds.

Source : Flickr/CC/Lima Andruska (photo recadrée)

Pourquoi pourrait-on s’attendre à ce que l’atmosphère du Soleil soit moins chaude que sa surface ? Les couches élevées de l’atmosphère solaire contiennent des particules chargées : des ions et des électrons (ces particules constituent aussi le vent solaire, dont le champ magnétique terrestre nous protège). « Puisque les électrons transportent le flux de chaleur […] on pourrait s’attendre à ce qu’ils soient plus chauds que les ions et que cette différence soit accentuée plus on s’éloigne du Soleil. Pourtant, les ions sont plus chauds dans la couronne », expliquent les scientifiques.

« Une soupe d’ondes » qui chauffe les ions

La zone étudiée par les chercheurs se trouve au dessus de la photosphère (qui fait environ 6 000°C), c’est-à-dire la couche visible du Soleil qui émet la majorité du rayonnement lumineux. Dans l’espace qu’ils délimitent, ils présument que « les ions atteignent une température d’équilibre ». Certains ions sont davantage chauffés que d’autres, jusqu’à devenir 10 fois plus chauds que le noyau du Soleil (qui fait 15 millions de degrés Celsius).

Des ondes magnétiques voyageraient dans cette zone. Justin Kasper, spécialiste des sciences spatiales et co-auteur de l’étude, la décrit comme « une soupe d’ondes » magnétiques. Ce sont elles qui sont tenues pour responsables du chauffage des ions. « Les particules chargées sont déviées et accélérées par des ondes venant de toutes les directions », note-t-il dans un communiqué.

Une hypothèse à tester avec la sonde Parker

Pour émettre cette hypothèse, les scientifiques ont utilisé des données de la Nasa, recueilles à l’aide du satellite WIND. Celui-ci a été envoyé en 1994 afin de récolter des informations sur le vent solaire. Il embarque un instrument de mesure des ions et électrons du vent solaire ainsi qu’un magnétomètre (qui mesure l’intensité des champs magnétiques).

Les scientifiques espèrent pouvoir tester leur hypothèse à l’aide de la sonde Parker, lancée en août 2018. Cet observatoire spatial doit aider à mieux comprendre la couronne solaire, au cours d’une mission d’une durée totale de 7 ans. La sonde, qui est l’engin spatial qui s’est le plus rapproché du Soleil, devrait encore se rapprocher pour tenter de nous aider à percer les mystères de l’astre.