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Révéler la nature magnétique des tornades dans l'atmosphère du soleil

éruption solaire

Crédits: CC0 Public Domain

Les premières mesures directes du champ magnétique dans la chromosphère du soleil par une équipe comprenant des physiciens de l'Université de Warwick ont ​​fourni la première preuve observationnelle que d'énormes tornades dans l'atmosphère de notre soleil sont produites par des champs magnétiques tourbillonnants.


Le mouvement de rotation est répandu dans la nature, des maelströms dans les rivières, des turbulences des avions, aux tornades et aux cyclones. Dans l'univers, on retrouve la rotation dans les tourbillons de l'atmosphère de Jupiter, dans les disques d'accrétion des étoiles et dans les galaxies spirales.

Les mouvements constants de la surface du soleil créent des tornades géantes dans la chromosphère, une couche atmosphérique qui tire son nom de sa couleur rouge observée lors des éclipses solaires totales. Les tornades ont un diamètre de quelques milliers de kilomètres et, comme leurs homonymes sur Terre, elles transportent de la masse et de l'énergie dans l'atmosphère. Ils sont donc vivement étudiés comme canaux énergétiques pour expliquer l'extraordinaire échauffement de la couronne solaire.

Les principaux blocs de construction des tornades solaires sont les champs magnétiques enchevêtrés. Cependant, il est notoirement difficile de mesurer le champ magnétique dans la chromosphère du soleil. Ce travail présente la première observation directe du champ magnétique de la chromosphère pour révéler la nature magnétique des tornades solaires.

Dans une étude qui sera publiée au Astronomie et astrophysique , une équipe de collaborateurs de l'Institut national italien d'astrophysique (INAF), de l'Université de Warwick et de l'Agence spatiale italienne (ASI) ont réalisé la première tomographie tridimensionnelle des champs magnétiques en spirale dans une tornade solaire et ont mesuré leur faibles signaux polarimétriques. Cette percée a été rendue possible grâce aux mesures exceptionnelles prises avec l'instrument INAF IBIS (spectromètre interférométrique bidimensionnel) du télescope solaire DST au Nouveau-Mexique (États-Unis).

Le Dr Juie Shetye du Center for Fusion, Space and Astrophysics de l'Université de Warwick salue l'identification des champs magnétiques torsadés dans de telles tornades comme une percée. Le Dr Shetye dit: "Les mesures directes du champ magnétique dans la chromosphère du soleil ont jusqu'à présent été insaisissables et cette étude ouvre la porte à une nouvelle ère de la recherche solaire. De plus, la recherche solaire se dirige vers une nouvelle époque du solaire observations avec l'ouverture de télescopes de nouvelle génération tels que le télescope solaire Daniel K. Inouye de 4 mètres à Hawaï, auquel participent le Royaume-Uni et l'Université de Warwick. Ce télescope permettra aux physiciens solaires de résoudre les champs magnétiques au niveau du comté local. Nous sommes au début d'un voyage passionnant qui dévoilera les nouveaux enchevêtrements magnétiques du soleil. "

Les méthodes analytiques sophistiquées du Dr Erwin Verwichte de l'Université de Warwick ont ​​été utilisées pour étudier la nature fondamentale de ces ondes. Le Dr Verwichte explique: "Ces tornades chromosphériques sont des laboratoires naturels pour étudier la propagation des ondes et l'énergie qu'elles transportent dans la couronne. Notre étude révèle que les modèles de phase des ondes sonores dans la tornade peuvent imiter la rotation et doivent être pris en compte lors de la mesure la force des tornades solaires. "

"Depuis leur découverte en 2011, les simulations numériques ont suggéré que les structures tournantes observées dans la chromosphère solaire sont des traceurs de structures magnétiques qui, par leur rotation, obligent le plasma solaire à se déplacer vers le haut le long des lignes de champ magnétique grâce aux forces centrifuges", explique Mariarita Murabito. , chercheur à Rome-INAF.

"Ce flux de plasma peut être accéléré vers les couches sus-jacentes de l'atmosphère du soleil. Il n'y a cependant aucune preuve observationnelle de ces processus. Confirmer la nature magnétique des tornades solaires est une étape de connaissance importante."

"L'étude du transport et de la dissipation de l'énergie dans l'atmosphère solaire est d'une importance fondamentale pour comprendre les mécanismes de chauffage des régions extérieures du soleil et l'accélération du vent solaire." Dit Marco Stangalini (ASI) de l'équipe de recherche. "Les champs magnétiques tourbillonnant dans ces tourbillons représentent les conditions physiques idéales pour l'excitation des ondes magnétiques, qui sont considérées comme l'un des principaux acteurs du chauffage de la couronne solaire et de l'accélération du vent solaire. C'est la première fois que , grâce à des données IBIS spectropolarimétriques à haute résolution, il a été réalisé la tomographie tridimensionnelle des champs magnétiques dans ces structures », explique Stangalini.

Les observations réalisées avec IBIS au cours des dernières années ont fait progresser notre connaissance de l'atmosphère solaire, en particulier de la structure et de la dynamique de la chromosphère, de l'évolution des éléments magnétiques à petite et grande échelle, ainsi que de l'excitation et de la propagation des ondes dans régions magnétiques. "Commentaires Ilaria Ermolli (INAF)." Une équipe de chercheurs et de technologues de divers instituts et universités de l'INAF travaille à la mise à jour de l'instrument, afin de l'utiliser bientôt pour obtenir de nouvelles observations de l'atmosphère du soleil avec la résolution requise pour faire progresser notre compréhension des processus physiques sous-jacents à l'activité solaire et à la météo spatiale. "


La première observation directe d'ondes insaisissables révèle des canaux énergétiques dans l'atmosphère solaire


Plus d'information:
M. Mariarita et al. Dévoiler la nature magnétique des tourbillons chromosphériques, Astronomie et astrophysique (2020). DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202038360

Fourni par
Université de Warwick

Citation:
Révéler la nature magnétique des tornades dans l'atmosphère du soleil (2020, 30 juin)
récupéré le 30 juin 2020
sur https://phys.org/news/2020-06-revealing-magnetic-nature-tornadoes-sun.html

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