La sonde solaire de la NASA a fait des découvertes inexplicables près du Soleil

L'objet le plus rapide jamais créé par l'homme a découvert des vagues scélérates intensément énergiques dans notre Soleil, et a détecté des vitesses de vent solaire supérieures aux prévisions des modèles. Ni l'une ni l'autre de ces découvertes n'était prévue, ni ne peut être facilement expliquée, ce qui donne à penser qu'il existe d'importantes lacunes dans notre compréhension du soleil.

La sonde spatiale Parker Solar Probe de la NASA, lancée en 2018, a voyagé plus près du soleil que toute mission précédente pendant plusieurs jours en novembre et avril 2019. Les scientifiques ont dévoilé les incroyables découvertes de ses premières rencontres avec des engins spatiaux dans quatre articles publiés dans Nature le mercredi 27 novembre.

Bien que le Soleil soit le centre de notre système solaire et que son rayonnement nourrisse la vie sur Terre, il demeure l'un des objets les plus inexplorés de l'espace en raison de son intense chaleur et de son rayonnement. « C'est très excitant, dit Justin Kasper, auteur principal d'une des études et professeur de sciences spatiales à l'université du Michigan. C'est une exploration de pointe. »

Au cours de ces deux rencontres, Parker a parcouru 24 millions de kilomètres autour de la surface du soleil, dépassant de loin le record de 40 millions établi par la mission Helios 2 de la NASA en 1976. Parker a également remporté le titre d'objet artificiel le plus rapide de l'histoire depuis Hélios 2, surfant près du Soleil à plus de 246 000 kilomètres à l'heure.

Dans une découverte surprenante, Parker a détecté de nouveaux phénomènes à un quart d'une unité astronomique (UA), la distance entre la Terre et le soleil, de la surface solaire. À cette distance, la sonde a enregistré que le vent solaire, qui est un flux de particules chargées émises par le Soleil, tournait autour de l'étoile à des vitesses beaucoup plus élevées que ce que les modèles avaient estimé.

« À notre grande surprise, dit Kasper, lorsque nous sommes arrivés à notre approche la plus proche, le vent solaire soufflait entre 35 et 50 kilomètres par seconde autour du Soleil. Il est 15 à 25 fois plus rapide que ne l'avaient prédit les modèles standards, ce qui signifie que nous passons à côté de quelque chose de vraiment fondamental dans nos modèles standards du Soleil – comment il tourne et comment les vents s'échappent – ce qui est vraiment intéressant. »

Parker a également été frappé par une série d’« ondes d'Alfvén » extraordinairement intenses dans le vent solaire. Les missions interplanétaires avaient déjà observé des ondes d’Alfvén moins énergétiques, qui sont des ondes qui traversent le plasma magnétisé du Soleil. Mais Parker a été le premier à détecter des « vagues géantes » près de notre étoile. « Parfois, en quelques secondes, la vitesse du vent solaire grimpait à environ 483 000 kilomètres à l'heure, explique Kasper. Puis, pendant des secondes ou des centaines de secondes, l'engin spatial restait là, lavé par ces pics de vent qui s’arrêtaient aussi soudainement qu'ils ont commencé. » Ces pics de vent sont si violents qu'ils déforment le champ magnétique lorsqu'ils le traversent. « Cela vous donne une idée de la quantité d'énergie qu'il y a dans ces ondes par rapport aux ondes normales d'Alfvén que nous avons déjà vues auparavant », dit Kasper.

Bien que le mécanisme derrière ces ondes soit encore inconnu, leur simple force peut aider à expliquer deux des mystères les plus persistants du Soleil : pourquoi la couronne solaire, ou atmosphère du Soleil, est-elle environ mille fois plus chaude que sa surface ? Et pourquoi ces vents solaires accélèrent-ils soudainement à des vitesses supersoniques à une certaine distance du Soleil ?

Les scientifiques soupçonnent qu'un processus énigmatique projette de la chaleur et de l'énergie dans la couronne solaire. Les ondes folles nouvellement détectées pourraient faire partie de cette dynamique. « Nous étions à la recherche de seaux d'énergie quand nous nous sommes rapprochés du Soleil, et nous voyons passer de très gros seaux, ce qui est une bonne chose, dit Kasper. Dans notre analyse initiale, ils transportent certainement beaucoup d'énergie, donc ils sont très prometteurs en tant que source d'énergie. »

« Je ne vais pas prétendre que nous avons résolu le mystère, mais nous avons eu des résultats très surprenants qui nous ont permis d’ouvrir la voie à la résolution de ce problème », ajoute-t-il.

Les nouvelles données de Parker remettent en question d'anciennes hypothèses sur le Soleil, ce qui mènera à de meilleurs modèles de tempêtes solaires qui peuvent affecter la Terre, ainsi que l'évolution des étoiles dans l'univers. De plus, la mission ne fait que commencer.

« Nous sommes à court de territoire inexploré maintenant », dit Kasper.

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