La sonde Parker pour nous dire pourquoi l'atmosphère du Soleil est plus chaude que sa surface

Pourquoi l'atmosphère extérieure de notre étoile atteint des températures de plusieurs millions de degrés Celsius alors que la température constatée à sa surface n'est que d'environ 6 000 °C ?

Véritable énigme scientifique, cette question pourrait bientôt avoir sa réponse grâce à une équipe de chercheurs de l'Université du Michigan qui compte utiliser les données recueillies par Parker Solar Probe pour prouver leur théorie.

Une réponse qui se fait attendre

Lancée à destination de la couronne solaire en août dernier, Parker Solar Probe constitue une grande première pour le monde de l'astronomie puisque cet engin étudie une région de l'espace encore inexplorée, là où aucun objet conçu par l'Homme n'est encore parvenu : dans le très proche voisinage du soleil à moins de 0,3 UA de sa surface.

La sonde, qui doit permettre d'approfondir les connaissances sur notre naine jaune et sa couronne, ainsi que sur des phénomènes comme celui des vents solaires, pourra également être en mesure de résoudre une énigme qui agite particulièrement le monde scientifique : pourquoi la surface du soleil est-elle presque 200 fois plus froide que sa couronne, qui peut atteindre des températures de 5 mégakelvins, soit près de 5 millions de degrés Celsius ?

De nombreuses théories ont déjà vu le jour, mais des chercheurs de l'Université du Michigan estiment avoir la réponse et espèrent que leur étude, publiée le 4 juin dans la revue The Astrophysical Journal Letters, sera validée d'ici deux ans, lorsque la sonde solaire Parker se rapprochera encore de notre astre lumineux.

Des particules plus chaudes que le cœur du Soleil

Selon cette théorie, qui reprend les études antérieures réalisées par la NASA, cet échauffement de l'atmosphère extérieure du Soleil proviendrait de petites ondes magnétiques qui vont et viennent entre la surface du Soleil et sa haute atmosphère. Toutefois, ils estiment que la clé de cette énigme réside dans ce qu'ils appellent la « zone de chauffage préférentiel ». Selon eux, certains éléments chimiques atteignent des températures différentes dans cette zone et certains ions lourds peuvent devenir plus chaud que le cœur du Soleil.

Ces très hautes températures ont pour résultat de faire gonfler l'atmosphère solaire, phénomène que l'on peut d'ailleurs observer lors d'une éclipse solaire totale. C'est pourquoi, selon Justin Kasper, chercheur principal pour la mission Parker, « le mystère du réchauffement coronal est visible pour les astronomes depuis plus d'un demi-millénaire, même si les températures élevées n'ont été appréciées qu'au cours du siècle dernier ».

L'éclipse solaire totale de 1999 © Luc Viatour

Dans cette zone de surchauffe, un autre phénomène appelé vagues d'Alfvén a permis aux chercheurs de déterminer l'emplacement de la limite extérieure de cette zone : le point d'Alfvèn. À ce sujet, Justin Kasper explique : « À ma grande surprise, la limite extérieure de la zone de chauffage préférentiel et le point d'Alfvén se sont déplacés parallèlement de manière totalement prévisible, malgré des calculs complètement indépendants. Vous les superposez et ils font exactement la même chose avec le temps ».

Reste à savoir si le point d'Alfvèn marque bel et bien la limite de la zone de surchauffe, mais aussi ce qu'il se passe précisément sous ce point. Des questions auxquelles la sonde solaire Parker devrait pouvoir répondre prochainement, d'ici 2021, lorsque sa route croisera celle de point d'Alfvèn : « Grâce à Parker Solar Probe, nous serons en mesure de déterminer de manière définitive, par des mesures locales, quels processus conduisent à l'accélération du vent solaire et au chauffage préférentiel de certains éléments ».

Source : ScienceDaily