Depuis la nuit des temps, toutes les formes de vie sur Terre sont nées sous l’égide du Soleil. Cet astre a longtemps été considéré comme l’incarnation d’une puissance divine dont il serait bien imprudent de s’approcher – et ce n’est pas ce pauvre Icare qui dira le contraire. Mais la science nous permet aujourd’hui d’éviter de reproduire sa mésaventure, au point d’accomplir ce que que Dédale avait supplié son fils de ne pas faire : dans une immense première pleine d’implications scientifiques et même un peu philosophiques, un engin créé par l’homme est enfin allé toucher le Soleil du doigt.
Cet exploit historique, nous le devons à la Parker Solar Probe (PSP), un engin conçu par la NASA dans le but d’aller étudier notre étoile. Puisqu’ il s’agit en substance d’une vaste boule de gaz agitée en permanence par des réactions thermonucléaires d’une violence inouïe, la sonde ne s’est évidemment pas posée à sa “surface”. Elle s’en approche progressivement depuis plusieurs années dans une trajectoire en spirale, tout en moissonnant un maximum de données au passage.
Une étape cruciale dans les sciences de l’espace
Elle s’est déjà illustrée avec quelques résultats concluants et particulièrement encourageants. Mais tout récemment, elle est devenue la toute première création humaine à réaliser un exploit qui faisait trépigner les chercheurs d’impatience depuis des décennies : pénétrer dans la fournaise infernale de la couronne solaire, la couche la plus externe de son atmosphère.
Il est difficile d’exagérer l’importance de cette étape, que la NASA va jusqu’à comparer à la conquête de la Lune. En flirtant directement avec la matière qui compose le Soleil, les chercheurs ont ouvert une porte qui va vraisemblablement les mener vers découvertes critiques sur ce corps céleste et son influence sur son voisinage, dont la Terre.
“Toucher le soleil avec la Paker Solar Probe est un accomplissement monumental pour la science, et un exploit vraiment remarquable”, s’émeut Tomas Zurbruchen, l’un des responsables de la mission à la NASA. “Cette étape nous permet non seulement de développer nos connaissances sur le Soleil, son évolution et son impact sur le système solaire, mais aussi sur toutes les autres étoiles de l’univers”, jubile-t-il.
Cartographier une centrale nucléaire à ciel ouvert
La première de ces découvertes concerne la nature même de cette fameuse couronne. Celle-ci est définie à l’aide d’une limite baptisée Surface critique d’Alfvén (SCA). Elle marque la transition entre les vents solaires et le domaine sur lequel le Soleil exerce son influence gravitationnelle. Jusqu’à présent, les chercheurs n’avaient aucune idée de l’emplacement exact de cette limite; mais grâce à l’armada de capteurs de la sonde, ils ont réussi à détecter par intermittences des particules indiquant clairement que l’objet avait franchi la SCA. Ils ont donc pu situer la limite de la couronne avec une précision inégalée, à environ 13,079 millions de kilomètres de la surface.
Mais ces premiers passages dans la couronne n’étaient que des avant-goûts du spectacle grandiose qui attend les chercheurs. La sonde va continuer de se rapprocher du Soleil pour passer un maximum de temps dans cette fournaise. “C’est vraiment important de se rendre dans cette région, car nous pensons qu’elle cache potentiellement toutes sortes de phénomènes physiques encore mal connus”, explique Justin Kasper, auteur principal de ces travaux. “Maintenant qu’on s’en approche, avec un peu de chance, nous pourrons commencer à observer certains d’entre eux.”
La chasse aux switchbacks
Il fait notamment référence aux “switchbacks”, un phénomène encore très mal compris qui fait partie des priorités de la Parker Solar Probe. C’est un mécanisme complexe qui trouve ses origines dans des régions que l’on appelle des “trous coronaux”; en substance, il s’agit de structures qui surplombent les zones sombres que l’on voit apparaître sur les différentes photos du Soleil.
Sans rentrer dans le détail de la physique en jeu, ces plages sombres correspondent à ce qu’on appelle des “lignes ouvertes” du champ magnétique, par opposition aux lignes fermées qui décrivent une boucle et reviennent vers le soleil (voir ci-dessus). Au lieu de revenir vers l’étoile, les vents solaires qui y circulent s’échappent donc dans une trajectoire plus ou moins rectiligne… du moins en théorie.
Car grâce à la mission Ulysses, on sait depuis les années 1990 que ces lignes de champ comportent parfois des drôles de “zig zags” issus d’un phénomène baptisé “switchbacks”. On sait qu’ils résultent d’une inversion rapide du champ magnétique, d’où leur nom. Mais l’origine même des vents solaires et de ces switchbacks reste encore particulièrement mystérieuse. Aujourd’hui, elle fait encore l’objet d’un débat passionné entre les astronomes.
Comprendre toute la dynamique du Soleil
Les dernières découvertes de la sonde Parker suggèrent que ces vents naissent près de la surface du Soleil. Mais cela ne suffira pas à comprendre toute les implications de ce phénomène extrêmement complexe. Il faudra continuer à scruter la surface pendant de longues années; et c’est précisément ce que cherchera à faire la sonde dans les prochains temps.
Et pour les astronomes, il y a de quoi être encore plus impatient pour la suite des opérations. En effet, découvrir où et quand émergent les vents solaires et les switchbacks pourraient aider les chercheurs à répondre à l’une des questions les plus brûlantes autour du Soleil : comment la couronne du Soleil peut atteindre des températures de plusieurs millions de degrés, soit bien plus chaud que la surface de l’astre.
La Parker Solar Probe continue donc de faire des merveilles, mais le plus dur reste à faire; l’engin va continuer de braver la fournaise du Soleil dans l’espoir de nous en apprendre autant que possible. Elle continuera de le faire jusqu’à son dernier souffle, prévu dans quatre ans; elle entamera alors son dernier voyage, qui la mènera soit vers les confins du cosmos… soit directement dans les entrailles du Soleil. Une conclusion plutôt appropriée pour cet Icare des temps modernes, et qui nous rappelle à quel point la science nous rapproche d’exploits qui tenaient autrefois de la mythologie.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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Bonsoir, je n’ai pas fait d’études scientifiques et de plus en plus je m’intéresse à tous ces scientifiques qui travaille et découvrent toutes ces merveilles dans notre Galaxie et dans l’univers. Bons Courage à Eux Tous ou qu’ils soient et mes compliments pour leurs laborieuses recherches. ML. B