En 1999, de mystérieuses caractéristiques ressemblant à des doigts ont été repérées sur le soleil – les scientifiques ont maintenant une explication.

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En 1999, de mystérieuses caractéristiques ressemblant à des doigts ont été repérées sur le soleil - les scientifiques ont maintenant une explication.
Descentes en supra-arcades

Image fixe de plusieurs flux descendants en supra-arcade, également décrits comme des “caractéristiques sombres en forme de doigts”, apparaissant dans une éruption solaire. Les arcs-en-ciel apparaissent directement au-dessus de l’arcade lumineuse de l’éruption. Cette éruption solaire s’est produite le 18 juin 2015. Crédit : NASA SDO

En janvier 1999, les scientifiques ont observé des mouvements mystérieux au sein d’une éruption solaire.

Contrairement aux éruptions typiques qui montrent une énergie brillante faisant éruption vers l’extérieur du Soleil, cette éruption solaire présentait également un flux de mouvement descendant, comme si la matière retombait vers le Soleil. Décrite comme “des vides sombres se déplaçant vers le basles astronomes se sont demandés ce qu’ils voyaient exactement.

Maintenant, dans une étude publiée aujourd’hui (27 janvier 2022) dans le magazine Nature Astronomydes astronomes du Centre d’astrophysique de Harvard et du Smithsonian (CfA) proposent une nouvelle explication pour les flux descendants mal compris, désormais appelés flux descendants supra-arcades (SAD) par la communauté scientifique.

“Nous voulions savoir comment ces structures se produisent”, explique l’auteur principal et astronome au CfA, Chengcai Shen, qui décrit les structures comme des “éléments sombres en forme de doigts”. “Qu’est-ce qui les anime et sont-elles vraiment liées à la reconnexion magnétique ?”.

Les scientifiques supposent que les SAD sont liés à la reconnexion magnétique depuis leur découverte dans les années 90. Ce processus se produit lorsque les champs magnétiques se brisent, libérant un rayonnement rapide et extrêmement énergétique, puis se reforment.


L’ensemble d’imagerie atmosphérique (AIA) à bord de la station spatiale internationale. NASAL’ensemble d’imagerie atmosphérique (AIA) à bord de l’observatoire de dynamique solaire de la NASAa capturé un flux descendant supra-arcade dans une éruption solaire qui s’est produite le 29 novembre 2020. Crédit : NASA SDO/Sijie Yu

“Sur le Soleil, ce qui se passe, c’est que vous avez beaucoup de champs magnétiques qui pointent dans toutes les directions différentes. Finalement, les champs magnétiques sont poussés ensemble jusqu’au point où ils se reconfigurent et libèrent beaucoup d’énergie sous la forme d’une éruption solaire”, explique Kathy Reeves, co-auteur de l’étude et astronome au CfA.

Reeves ajoute : “C’est comme étirer un élastique et le couper au milieu. Il est stressé et étiré, il va donc se ressaisir”.

Les scientifiques ont supposé que les flux descendants sombres étaient les signes de la rupture des champs magnétiques qui “se remettent en place” après une éruption solaire.

Mais il y avait un problème.

La plupart des flux descendants observés par les scientifiques sont d’une lenteur déconcertante, déclare le co-auteur Bin Chen, astronome à l’Institut de recherche sur le soleil. New Jersey Institute of Technology.

Shen explique : ” Cela n’est pas prédit par les modèles classiques de reconnexion, qui montrent que les flux descendants devraient être beaucoup plus rapides. C’est un conflit qui nécessite une autre explication. “

Pour découvrir ce qui se passait, l’équipe a analysé les images du flux descendant capturées par l’Atmospheric Imaging Assembly (AIA) à bord du Solar Dynamics Observatory de la NASA. Conçu et construit en partie au CfA et dirigé par le Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory, l’AIA prend des images du Soleil toutes les douze secondes dans sept longueurs d’onde différentes afin de mesurer les variations de l’atmosphère du Soleil.

Ils ont ensuite réalisé des simulations 3D d’éruptions solaires et les ont comparées aux observations.

Les résultats montrent que la plupart des SAD ne sont finalement pas générés par la reconnexion magnétique. Au contraire, ils se forment d’eux-mêmes dans l’environnement turbulent et sont le résultat de l’interaction de deux fluides de densité différente.

Selon Reeves, les scientifiques observent essentiellement la même chose que ce qui se passe lorsque de l’eau et de l’huile sont mélangées : les deux fluides de densité différente sont instables et finissent par se séparer.

“Ces vides sombres, en forme de doigts, sont en fait une absence d’eau et de pétrole. plasma. La densité y est beaucoup plus faible que celle du plasma environnant “, explique M. Reeves.

L’équipe prévoit de continuer à étudier les SAD et d’autres phénomènes solaires à l’aide de simulations 3D afin de mieux comprendre la reconnexion magnétique. En comprenant les processus à l’origine des éruptions solaires, ils pourraient à terme contribuer à la mise au point d’outils permettant de prévoir la météo spatiale et d’en atténuer les effets.

Référence : “The Origin of Underdense Plasma Downflows Associated with Magnetic Reconnection in Solar Flares” 27 janvier 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-021-01570-2

Les autres coauteurs de l’article sont Xiaoyan Xie, du CfA, Sijie Yu, de l’Institut de technologie du New Jersey, et Vanessa Polito, de l’Institut de technologie de la Baie d’Hudson.Institut de recherche environnementale.

Cette recherche a été soutenue par des subventions de la National Science Foundation.

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