La sonde solaire Parker de la NASA a accumulé une liste impressionnante de superlatifs au cours de ses cinq premières années d’exploitation : c’est le vaisseau spatial le plus proche du soleil, l’objet fabriqué par l’homme le plus rapide et la première mission à « toucher le soleil ».
Aujourd’hui, Parker a encore une plume à ajouter à sa casquette ensoleillée : c’est le premier vaisseau spatial à survoler une puissante explosion solaire près du soleil.
Comme détaillé dans une nouvelle étude publiée le 5 septembre dans Le journal d’astrophysique– exactement un an après l’événement – la sonde solaire Parker a subi une éjection de masse coronale (CME).
Ces violentes éruptions peuvent expulser des champs magnétiques et parfois des milliards de tonnes de plasma à des vitesses allant de 60 à 1 900 milles (100 à 3 000 kilomètres) par seconde. Lorsqu’elles sont dirigées vers la Terre, ces éjections peuvent plier et modeler le champ magnétique de notre planète, générant des spectacles d’aurores spectaculaires et, si elles sont suffisamment fortes, potentiellement dévaster l’électronique des satellites et les réseaux électriques au sol.
Croisière de l’autre côté du soleil, à seulement 5,7 millions de milles (9,2 millions de kilomètres) de la surface solaire, soit 22,9 millions de milles (36,8 millions de kilomètres) plus près que Mercure ne l’est jamais, Parker Solar Probe a d’abord détecté le CME à distance avant de le contourner. son flanc. Le vaisseau spatial est ensuite entré dans la structure, traversant le sillage de son bord d’attaque (ou onde de choc), puis est finalement ressorti par l’autre côté.
Un composite d’images collectées par l’instrument WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe) de Parker Solar Probe capture le moment où le vaisseau spatial a traversé une éjection de masse coronale (CME) le 5 septembre 2022. L’événement devient visible à 0:14 seconde. . Le soleil, représenté à gauche, se rapproche le plus le 6 septembre, lorsque Parker a atteint son 13e périhélie. Le son en arrière-plan est constitué de données de champ magnétique converties en audio. Crédit : NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Brendan Gallagher/Guillermo Stenborg/Emmanuel Masongsong/Lizet Casillas/Robert Alexander/David Malaspina
Au total, le vaisseau spatial qui a rasé le soleil a passé près de deux jours à observer le CME, offrant aux physiciens une vue sans précédent de ces événements stellaires et l’occasion de les étudier au début de leur évolution.
« C’est le CME le plus proche du soleil que nous ayons jamais observé », a déclaré Nour Raouafi, scientifique du projet Parker Solar Probe au laboratoire de physique appliquée (APL) Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, qui a construit le vaisseau spatial dans les délais fixés par la NASA et budget, et gère et exploite actuellement la mission. « Nous n’avons jamais vu un événement d’une telle ampleur à cette distance. »
Le CME du 5 septembre 2022 a été extrême. Alors que Parker passait derrière l’onde de choc, sa suite d’instruments Solar Wind Electrons, Alphas and Protons (SWEAP) a enregistré des particules accélérant jusqu’à 840 miles (1 350 kilomètres) par seconde. Si elle avait été dirigée vers la Terre, Raouafi soupçonne que sa magnitude aurait été proche de celle de l’événement de Carrington, une tempête solaire de 1859 considérée comme la plus puissante jamais enregistrée sur Terre.
« Les dégâts potentiels de cette classe d’événements, les CME importants et très rapides, peuvent être colossaux », a déclaré Raouafi.
Les physiciens ont supposé qu’un tel événement aujourd’hui, s’il était détecté trop tard, pourrait désactiver les systèmes de communication et provoquer des pannes d’électricité à l’échelle du continent.
Malgré la puissance de l’éruption, Parker semblait imperturbable. Son bouclier thermique, ses radiateurs et son système de protection thermique garantissaient que les températures de la sonde ne changeaient jamais, a déclaré Jim Kinnison, ingénieur des systèmes de mission Parker Solar chez APL. Son système d’autonomie a même déclenché des plans d’atténuation afin que la suite avionique fonctionne sans interruption. En fait, le seul effet que le CME a eu sur le vaisseau spatial était un léger couple, un petit tour qu’il a rapidement compensé.
« Nous savions dès le début que Parker Solar Probe survolerait les CME. Cela faisait partie des objectifs scientifiques lorsque la mission a été créée. Nous avons donc conçu le vaisseau spatial dès le départ dans le but de survivre et, mieux encore, d’accomplir la mission scientifique. alors que j’étais dans un CME », a déclaré Kinnison. « Dans l’ensemble, Parker s’est révélé robuste et résistant, et tout le travail acharné effectué lors de la phase de conception a porté ses fruits. »
Les physiciens se sont intéressés à déchiffrer les forces qui entraînent ces explosions stellaires et accélèrent les particules jusqu’à des vitesses aussi incroyables. La seule façon d’y parvenir était de survoler l’un d’eux au soleil.
L’équipe scientifique a déterminé la chronologie des événements et l’emplacement de Parker pendant le CME en comparant les mesures collectées au sein du CME avec celles recueillies à l’extérieur, y compris les images prises par l’instrument Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation (SECCHI) sur le vaisseau spatial STEREO de la NASA. Ils ont construit un modèle simple de l’événement, mais étant donné que personne n’a jamais pris de mesures aussi tôt dans le développement d’un CME, certaines pièces étaient difficiles à concilier.
« Vous essayez des modèles simplifiés pour expliquer certains aspects de l’événement, mais lorsque vous êtes si près du soleil, aucun de ces modèles ne peut tout expliquer », a déclaré Orlando Romeo, physicien spatial à l’Université de Californie à Berkeley, et responsable de l’étude. auteur de la nouvelle étude.
L’équipe avait déterminé trois intervalles majeurs au cours de l’événement, mais les reconstituer, a déclaré Romeo, était particulièrement déroutant. Deux sections qu’ils avaient déjà vues dans les CME à leur arrivée sur Terre : l’onde de choc près du front de l’événement suivie du plasma CME, et une autre partie présentant les caractéristiques magnétiques et plasmatiques typiques du vent solaire du Soleil. Mais la troisième section – une région de faible densité avec des particules se déplaçant lentement pendant l’événement – était nouvelle et étrange.
« Nous ne savons toujours pas exactement ce qui se passe là-bas ni comment le connecter aux deux autres sections », a déclaré Roméo.
Des modèles avancés incluant davantage de mesures du vaisseau spatial seront probablement utiles, mais passer par un autre CME ferait encore mieux. Le soleil étant proche du pic de son cycle d’activité, les CME devraient se produire plus fréquemment. Avec un peu de chance, l’équipe espère que Parker Solar Probe survolera plusieurs éjections supplémentaires à mesure qu’elle se rapprochera du soleil.
Plus d’information:
OM Romeo et al, Observations in situ à proximité du soleil et télédétection d’une éjection de masse coronale et son effet sur la feuille de courant héliosphérique, Le journal d’astrophysique (2023). DOI : 10.3847/1538-4357/ace62e