fr.wedoany.com Rapport : Lors de son passage au périhélie à travers la feuille de courant héliosphérique (heliospheric current sheet), la sonde solaire Parker (Parker Solar Probe) de la NASA a détecté des protons énergétiques dont l’énergie dépasse largement les prévisions des modèles existants. Dirigée par Mihir Desai du Southwest Research Institute, en collaboration avec James Drake, Marc Swisdak et Zhiyu Yin de l’Institute for Research in Electronics and Applied Physics de l’Université du Maryland, l’étude confirme que la fusion des îlots magnétiques lors du processus de reconnexion magnétique constitue le mécanisme d’accélération. L’analyse correspondante a été publiée dans *The Astrophysical Journal Letters*. Le niveau d’énergie des protons détectés est environ mille fois supérieur à l’énergie magnétique disponible par particule prévue par les modèles actuels.
La feuille de courant héliosphérique est une vaste surface torsadée dans le vent solaire, où le champ magnétique solaire inverse sa polarité. Lorsque Parker a traversé cette feuille de courant à son périhélie, la sonde s’est immergée dans la couronne solaire, et la feuille de courant s’est révélée plus étroite et structurellement plus complexe que celle observée dans le vent solaire proche de la Terre. Dans la zone de sillage en aval de l’événement de reconnexion magnétique, les lignes de champ magnétique se brisent et se reconnectent, libérant de l’énergie qui se distribue dans le plasma environnant. Parker a détecté des protons piégés avec une énergie atteignant environ 400 keV, confinés à l’intérieur des structures d’îlots magnétiques formées dans le sillage de la reconnexion. Le processus de fusion des îlots magnétiques — où ces boucles de champ fermées interagissent et se combinent — semble être le mécanisme qui accélère les protons jusqu’à l’énergie observée.
L’écart d’un facteur mille entre les prévisions des modèles et les mesures de Parker constitue un élément clé de l’interprétation. La reconnexion magnétique en tant que mécanisme d’accélération des particules n’est pas un concept nouveau ; ce processus contribue théoriquement à l’accélération des particules chargées dans une série d’environnements astrophysiques. Cependant, il n’avait pas été prédit auparavant que l’augmentation d’énergie dans le sillage de la reconnexion proche du Soleil puisse atteindre ce niveau par la voie de la fusion des îlots magnétiques.
Les modèles actuels des particules solaires énergétiques (solar energetic particles) attribuent généralement les événements les plus énergétiques à des chocs à grande échelle, tels que les fronts de choc entraînés par les éjections de masse coronale (coronal mass ejections) et les chocs de formation des régions d’interaction en co-rotation (co-rotating interaction regions). La reconnexion au niveau de la feuille de courant est tout au plus considérée comme un contributeur secondaire produisant des particules d’énergie modérée. Les données de Parker indiquent que ce schéma doit être révisé : l’énergie des protons générés par le mécanisme de fusion des îlots magnétiques est suffisante pour remettre en question la frontière entre la reconnexion et l’accélération par choc.
Cette découverte apporte également de nouveaux indices sur le problème du chauffage de la couronne solaire. La température de la couronne peut atteindre plusieurs millions de degrés Celsius, tandis que la photosphère est d’environ 5 500 °C. La source d’énergie maintenant ce gradient n’est pas encore entièrement déterminée. Si la reconnexion au niveau de la feuille de courant produit des particules de l’énergie mesurée par Parker, elle dépose également de l’énergie dans le plasma environnant, à un taux potentiellement plus élevé que celui supposé par les modèles. L’énergie transférée à l’accélération des particules par la fusion des îlots magnétiques provient nécessairement du champ magnétique ; son suivi peut permettre de mieux contraindre la contribution de la reconnexion au chauffage global de la couronne.
La sonde solaire Parker a déjà effectué plus de vingt passages au périhélie. La traversée de la feuille de courant héliosphérique ayant fourni les données de cette étude est reproductible ; l’équipe pourra rechercher les caractéristiques des îlots magnétiques lors d’événements supplémentaires et vérifier si l’énergie des particules observée est une caractéristique constante. L’orbiteur solaire (Solar Orbiter) de l’Agence spatiale européenne (European Space Agency, ESA) fournit des mesures complémentaires à une distance légèrement plus grande. La comparaison du même groupe de particules par les deux engins spatiaux aidera à déterminer la contribution des caractéristiques proches de la source et des variations du vent solaire intermédiaire.
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