De petits tourbillons de plasma détectés pour la première fois sur l'image la plus détaillée de la surface du Soleil

Des scientifiques ont observé pour la première fois directement, à la surface visible du Soleil, des structures en forme de petits tourbillons qui avaient été prédites par des modèles théoriques. L'Observatoire solaire national (NSF NSO) de la Fondation nationale pour la science des États-Unis a annoncé le 5 août que ces structures avaient été identifiées conformément au phénomène physique connu sous le nom d'« instabilité de Kelvin-Helmholtz ».

Selon l'étude publiée dans Nature, les observations ont été réalisées avec le télescope solaire Daniel K. Inouye situé sur l'île de Maui, à Hawaï. Doté d'un miroir primaire de 4 mètres de diamètre, ce télescope est considéré comme le plus grand télescope solaire au monde et a fourni l'une des images de surface à la plus haute résolution jamais obtenues de la photosphère solaire.

COMMENT SE FORMENT CES TOURBILLONS ?

L'instabilité de Kelvin-Helmholtz est un processus physique fondamental qui apparaît à la frontière entre deux fluides se déplaçant à des vitesses différentes. Le cisaillement créé par la différence de vitesse peut transformer des perturbations initialement petites en ondes et en tourbillons au fil du temps. Des exemples similaires peuvent être observés dans la formation des nuages dans l'atmosphère, dans les océans et dans les plasmas astrophysiques.

Sur le Soleil, le processus est plus complexe en raison de l'interaction du plasma, composé de particules chargées électriquement, avec de puissants champs magnétiques. L'équipe de recherche a identifié de petits tourbillons qui se forment et disparaissent rapidement aux bords des concentrations de champ magnétique, ainsi que de fines bandes sombres appelées « striations ». La concordance des observations avec les simulations informatiques et les calculs théoriques a renforcé le lien entre ces structures et l'instabilité de Kelvin-Helmholtz.

UN NOUVEL INDICE SUR L'ÉNIGME DE LA COURONNE

Cette découverte revêt également une importance pour l'un des problèmes débattus depuis longtemps en physique solaire. Alors que la surface du Soleil a une température d'environ 5 500 degrés Celsius, sa couronne, l'atmosphère extérieure située à des milliers de kilomètres au-dessus de la surface, peut atteindre des millions de degrés dans certaines régions. Le fait que la couronne soit beaucoup plus chaude alors que l'on s'attend à ce que la température diminue à mesure que l'on s'éloigne de la source de chaleur est l'une des questions auxquelles les scientifiques cherchent une réponse depuis près d'un siècle.

Les chercheurs estiment que les petits tourbillons nouvellement observés pourraient être l'un des mécanismes capables de transporter l'énergie cinétique de la basse atmosphère du Soleil vers les couches supérieures. Cette énergie pourrait être transférée à des échelles plus petites et convertie en chaleur, contribuant ainsi au réchauffement de la couronne. Cependant, les experts soulignent que la part de ces tourbillons dans le transfert total d'énergie n'est pas encore clairement établie.

Une autre contribution possible de cette étude concerne la compréhension des éruptions solaires et des événements météorologiques spatiaux. Lorsque l'énergie accumulée dans les champs magnétiques du Soleil est soudainement libérée, des radiations et du plasma peuvent être projetés dans l'espace ; lorsque ce processus atteint la Terre, il peut provoquer des tempêtes géomagnétiques susceptibles d'affecter les satellites, les communications radio, les systèmes de navigation et, dans certains cas, les réseaux électriques.

Le prochain objectif de l'équipe de recherche est de développer des algorithmes capables de détecter automatiquement ces petits tourbillons dans les données à haute résolution du télescope solaire Inouye. Cela permettra de calculer plus précisément leur fréquence, la quantité d'énergie qu'ils transportent et la part de cette énergie qui parvient à atteindre la haute atmosphère du Soleil.

Source de l'actualité: 12punto