Selon une nouvelle étude menée par un scientifique du National Center for Atmospheric Research ( NCAR ), le même type d'ondes planétaires à grande échelle qui serpentent dans l'atmosphère au-dessus de la surface de la Terre pourrait également exister sur le Soleil.
Tout comme les ondes à grande échelle qui se forment sur Terre, connues sous le nom d'ondes de Rossby, influencent les conditions météorologiques locales, les ondes découvertes sur le Soleil peuvent être intimement liées à l'activité solaire, y compris la formation de taches solaires, les régions actives et l'éruption de l'énergie solaire. fusées éclairantes.
‘La découverte des ondes magnétisées de Rossby sur le Soleil offre la possibilité alléchante que nous puissions prédire la météo spatiale beaucoup plus à l'avance’, a déclaré Scott McIntosh, scientifique du NCAR , auteur principal de l'article.
L'étude sera publiée la semaine prochaine dans la revue Nature Astronomy . Les co-auteurs sont William Cramer de l'Université de Yale, Manuel Pichardo Marcano de l'Université Texas Tech et Robert Leamon de l'Université du Maryland, College Park.
La recherche a été financée par la National Science Foundation (NSF), qui est le commanditaire du NCAR , et par la NASA.
Une vue inédite du Soleil
Sur Terre, les ondes de Rossby sont associées à la trajectoire du courant-jet et à la formation de systèmes à basse et haute pression, qui à leur tour influencent les événements météorologiques locaux.
Les ondes se forment dans les fluides en rotation – dans l'atmosphère et dans les océans. Étant donné que le Soleil tourne également et qu'il est constitué en grande partie de plasma qui agit, à certains égards, comme un vaste océan magnétisé, l'existence d'ondes de type Rossby ne devrait pas surprendre, a déclaré McIntosh, qui dirige NCAR 's High Observatoire d'altitude.
Et pourtant, les scientifiques manquaient d'outils pour distinguer ce modèle d'onde jusqu'à récemment. Contrairement à la Terre, qui est scrutée sous de nombreux angles par les satellites dans l'espace, les scientifiques ont toujours été capables d'étudier le Soleil d'un seul point de vue : vu de la direction de la Terre.
Mais pendant une brève période, de 2011 à 2014, les scientifiques ont eu l'occasion sans précédent de voir toute l'atmosphère du Soleil en une seule fois. Pendant ce temps, les observations du Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA, qui se trouve entre le Soleil et la Terre, ont été complétées par des mesures de la mission Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO) de la NASA, qui comprenait deux engins spatiaux en orbite autour du Soleil. Collectivement, les trois observatoires ont fourni une vue à 360 degrés du Soleil jusqu'à ce que le contact soit perdu avec l'un des engins spatiaux STEREO en 2014. McIntosh et ses co-auteurs ont extrait les données collectées pendant la fenêtre de couverture solaire complète pour voir si le grand- des modèles de vagues à grande échelle pourraient émerger.
‘En combinant les données des trois satellites, nous pouvons voir le soleil entier et c'est important pour des études comme celle-ci, car vous voulez que les mesures soient toutes en même temps’, a déclaré Dean Pesnell, scientifique du projet SDO au Goddard Space Flight Center de la NASA à Ceinture de verdure, Maryland. ‘Ils repoussent les limites de la façon dont nous utilisons les données solaires pour comprendre l'intérieur du soleil et d'où vient le champ magnétique du soleil.’
Trouver des vagues dans les données
L'équipe a utilisé des images prises par des instruments sur SDO et STEREO pour identifier et suivre les points lumineux coronaux. Ces petites caractéristiques brillantes parsèment toute la face du Soleil et ont été utilisées pour suivre les mouvements plus profondément dans l'atmosphère solaire.
Les scientifiques ont tracé les données combinées sur des diagrammes de Hovmöller, un outil de diagnostic développé par des météorologues pour mettre en évidence le rôle des ondes dans l'atmosphère terrestre. Ce qui a émergé de l'analyse, ce sont des bandes d'activité magnétisée qui se propagent lentement à travers le Soleil, tout comme les ondes de Rossby trouvées sur Terre.
La découverte pourrait relier une gamme de phénomènes solaires qui sont également liés au champ magnétique du Soleil, y compris la formation des taches solaires, leur durée de vie et l'origine du cycle solaire de 11 ans du Soleil. ‘Il est possible que tout soit lié, mais nous devions avoir une perspective globale pour voir cela’, a déclaré McIntosh. ‘Nous pensons que les gens observent les impacts de ces ondes de type Rossby depuis des décennies, mais n'ont pas été en mesure de rassembler toute l'image.’
Avec une nouvelle compréhension de ce à quoi pourrait ressembler la situation dans son ensemble, les scientifiques pourraient faire un pas de plus vers la prédiction du comportement du Soleil.
‘La découverte d'ondes de type Rossby sur le Soleil pourrait être importante pour la prédiction des tempêtes solaires, les principaux moteurs des effets de la météo spatiale sur Terre’, a déclaré Ilia Roussev, directeur de programme à la Division des sciences atmosphériques et géospatiales de la NSF. ‘Le mauvais temps dans l'espace peut entraver ou endommager les opérations des satellites et les systèmes de communication et de navigation, ainsi que provoquer des pannes de réseau électrique entraînant d'énormes pertes socio-économiques. Selon les estimations, le coût des risques météorologiques spatiaux s'élève à 10 milliards de dollars par an.
Mais pour faire progresser nos capacités prédictives, les scientifiques doivent d'abord acquérir une meilleure compréhension des ondes et des schémas qui y persistent, ce qui nécessiterait à nouveau d'avoir une vue à 360 degrés du Soleil.
‘Pour relier l'échelle locale à l'échelle mondiale, nous devons élargir notre vision’, a déclaré McIntosh. ‘Nous avons besoin d'une constellation de vaisseaux spatiaux qui tournent autour du Soleil et surveillent l'évolution de son champ magnétique global.’
