Notre étoile au plus près par Solar Orbiter - Cité de l'Espace

Notre étoile au plus près par Solar Orbiter

Notre étoile au plus près par Solar Orbiter

La sonde européenne Solar Orbiter a récemment récolté des images de notre étoile en passant à seulement 77 millions de kilomètres de celle-ci. Jamais des clichés n’avaient été réalisés d’aussi près.

Partie en février 2020, Solar Orbiter emporte 10 instruments conçus pour étudier notre étoile, le Soleil. Cette sonde de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) fait l’objet d’une coopération avec les États-Unis puisque la NASA a financé la prestation de lancement et le Naval Research Laboratory fournit l’instrument SoloHI. Le 16 juin dernier, Solar Orbiter est passée à 77 millions de kilomètres de notre étoile, soit deux fois plus près que la distance Terre-Soleil. Le 16 juillet, l’ESA a révélé les clichés réalisés autour de cette date.

Des «feux de camp» solaires

Avec ce passage à 77 millions de kilomètres, Solar Orbiter ne bat pas un record de proximité avec le Soleil. Celui-ci est détenu par la sonde américaine Parker Solar Probe et ses 18,6 millions de kilomètres. Mais cette dernière «paye» cette proximité en ne pouvant pas faire des images en visant notre étoile. Conçue pour orbiter plus loin, Solar Orbiter peut en revanche observer le disque solaire avec plusieurs instruments, dont des caméras.

Plusieurs images du Soleil acquises pendant la semaine qui a suivi le 30 mai 2020. En haut en jaune, ces clichés dans l’ultraviolet montrent l’activité de la couronne qui est à plus de 1 million de degrés alors que la «surface» du Soleil est à environ 6000 °C. Les images en rouge, sur une longueur d’onde un peu plus longue, dévoilent la zone de transition de 100 km où la température augmente de façon spectaculaire entre la «surface» et la couronne. En bas au milieu, on regarde le Soleil en lumière visible (il n’y a pas de taches solaires, car l’activité est faible). On vous rappelle qu’il ne faut jamais regarder le Soleil directement avec ses yeux ou un instrument sous peine de devenir aveugle ! Les deux disques en bas à gauche sont une carte magnétique de notre étoile et des vitesses par rapport à la ligne de visée (bleu à gauche, blanc au centre et rouge à droite, ce sera plus « turbulent » lorsque l’activité solaire sera plus élevée). Crédit : Solar Orbiter/EUI Team; PHI Team/ESA & NASA

Plusieurs images du Soleil acquises pendant la semaine qui a suivi le 30 mai 2020. En haut en jaune, ces clichés dans l’ultraviolet montrent l’activité de la couronne qui est à plus de 1 million de degrés alors que la «surface» du Soleil est à environ 6000 °C. Les images en rouge, sur une longueur d’onde un peu plus longue, dévoilent la zone de transition de 100 km où la température augmente de façon spectaculaire entre la «surface» et la couronne. En bas au milieu, on regarde le Soleil en lumière visible (il n’y a pas de taches solaires, car l’activité est faible). On vous rappelle qu’il ne faut jamais regarder le Soleil directement avec ses yeux ou un instrument sous peine de devenir aveugle ! Les deux disques en bas à gauche sont une carte magnétique de notre étoile et des vitesses par rapport à la ligne de visée (bleu à gauche, blanc au centre et rouge à droite, ce sera plus « turbulent » lorsque l’activité solaire sera plus élevée).
Crédit : Solar Orbiter/EUI Team; PHI Team/ESA & NASA

L’avantage de disposer de plusieurs caméras est de d’obtenir des vues du Soleil dans différentes longueurs d’onde (ultraviolet ou visible par exemple) ou même de faire des relevés des champs magnétiques. La combinaison donne l’image ci-dessus où notre étoile révèle à chaque fois un aspect qui permet de mieux l’étudier. En bref, ces données s’avèrent complémentaires et autoriseront une meilleure compréhension des mécanismes qui régissent notre étoile.
Le plus impressionnant réside probablement dans les vues en ultraviolet qui montrent l’activité de la couronne solaire cette «atmosphère» à plus de 1 million de degrés (vidéo ESA ci-dessous).

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En analysant ces images, les scientifiques détectent dans la couronne solaire ce qu’ils appellent les «campsfires», des «feux de camp» de tout de même 400 km de large. Mais cette taille n’est rien comparée à celles des gigantesques éruptions solaires. Les spécialistes de notre étoile se demandent si ces «feux de camp» ne sont donc que des éruptions miniatures ou si, au contraire, ils jouent un rôle majeur dans le mystère qui entoure la différence de température entre la surface du Soleil et sa couronne. Savoir comment on passe de 6000 °C à plus d’un million serait une avancée considérable dans la compréhension des mécanismes de la fournaise nucléaire de notre étoile. L’enjeu, outre la connaissance en tant que telle, réside dans notre capacité à mieux modéliser l’activité du Soleil pour prévoir plus efficacement et plus à l’avance les éruptions les plus fortes qui peuvent perturber les satellites et même les réseaux électriques au sol.

Ce cliché de Solar Orbiter montre (flèche) un des «feux de camp». Le cercle en bas montre la taille de la Terre à l’échelle de la photo. Crédit : Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

Ce cliché de Solar Orbiter montre (flèche) un des «feux de camp». Le cercle en bas montre la taille de la Terre à l’échelle de la photo.
Crédit : Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

L’ESA s’est déclarée très satisfaite de ces premières images qui dépassent ce qui était attendu en terme de performances des instruments. Solar Orbiter n’a pas pour autant montré tout son potentiel puisque la sonde va au cours des années à venir s’approcher plus près de notre étoile, jusqu’à une quarantaine de millions de kilomètres. De plus, son inclinaison orbitale augmentera, permettant d’observer les pôles solaires, des données très attendues des astronomes.
Solar Orbiter a été fabriquée pour l’ESA par Airbus avec une contribution de Thales Alenia Space pour le bouclier thermique protecteur. 

Plusieurs clichés en ultraviolet de notre étoile par Solar Orbiter. Crédit : Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

Plusieurs clichés en ultraviolet de notre étoile par Solar Orbiter.
Crédit : Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL