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Posté par Michel le Jeudi 14/10/2010 à 00:00
Les éruptions solaires ont été détectées dans la lumière totale émise par notre étoile
C'est une découverte qui va aider à faire la lumière sur le phénomène difficile à étudier que sont les éruptions solaires. En analysant 11 ans de données obtenues par le satellite SOHO (ESA/NASA), des chercheurs du Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) et de l'Espace d'Orléans (LPC2E, CNRS-INSU, Université d'Orléans, Observatoire des Sciences de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) Centre-INSU), en collaboration avec des équipes suisse et belge (1), sont en effet parvenus à isoler et à quantifier pour la première fois le très faible signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...) d'éruptions de différentes amplitudes au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle...) de l'irradiance solaire, c'est à dire le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie,...) de lumière reçu à toutes les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) par la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande...). A la clé, un résultat inattendu: leur énergie globale serait bien supérieure à ce qui était envisagé jusqu'alors.


En haut, un exemple de courbes de lumières pour une éruption de classe X4 le 26 novembre 2000.
L'éruption est claire dans les rayons X en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), mais on ne la voit pas dans les deux mesures de l’irradiance solaire totale
(noir et rose). En bas, la superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut possèder plusieurs valeurs pour une certaine quantité...) des courbes de lumières totale (irradiance solaire totale comprise)
pour 130 éruptions allant de la classe X10 (X10 est un protocole de communication par courants porteurs entre des émetteurs et des récepteurs domotique. Ce mode de transmission concurrence les protocoles de communication...) à M5.1. L'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) des fluctuations a été réduite
et le signal causé par les éruptions augmentés lors de la superposition.

« Ces éruptions sont des explosions d'énergie se manifestant dans l'atmosphère du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...) », rappelle Matthieu Kretzschmar, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) au LPC2E et premier auteur de cette étude. « Lorsque localement le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique solaire est instable, il peut se reconfigurer rapidement, dégageant une énergie importante et accélérant les particules de l'atmosphère solaire. Celles-ci peuvent entrer en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) avec le reste du plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma...), le chauffer, et augmenter fortement ainsi la quantité de lumière émise ». Au moins 20 000 éruptions seraient ainsi apparues lors du dernier cycle solaire (Un cycle solaire est une période pendant laquelle l'activité du Soleil varie en reproduisant les mêmes phénomènes que pendant la période de même durée précédente.). Problème: parmi elles, seules 4 d'ampleur très importante ont pu être isolées dans l'irradiance solaire totale. « Nous parvenons bien à observer ces éruptions dans le domaine ultra-violet lointain et les rayons X, car, à ces longueurs d'onde, le contraste entre la lumière émise lors de l'éruption et celle émise par le Soleil calme est fort », explique le chercheur. « L'énergie émise ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) par toutes les longueurs d'onde ainsi que celle émise dans le domaine visible sont au contraire cachées par les fluctuations naturelles de l'irradiance solaire. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) se passe comme si nous devions repérer des vagues de 1m -causées par les éruptions- au milieu d'une mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) agitée par des vagues de 70m -causées par les fluctuations naturelles- ».

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont tenté d'amplifier ces « vagues d'un mètre », afin de les rendre plus identifiables, et ce grâce à une analyse en « époques superposées ». « L'idée est de superposer temporellement les fluctuations de l'irradiance solaire totale de plusieurs éruptions distinctes », détaille Matthieu Kretzschmar. « Les fluctuations naturelles de l'irradiance tendent à s'annuler, tandis que celles dues aux éruptions s'additionnent et s'amplifient ». Les scientifiques ont ainsi obtenu un résultat surprenant: l'énergie totale émise par les éruptions est environ 100 fois supérieure à l'énergie émise dans le domaine des rayons X uniquement, révélant une contribution majeure de l'énergie émise dans le domaine visible et proche ultra-violet.

En permettant une quantification plus précise de l'énergie réellement émise par ces éruptions solaires, ces résultats, obtenus dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) européen SOTERIA, vont permettre d'améliorer les modèles théoriques actuels d'éruption. Ils permettront aussi d'évaluer le rôle de ces évènements dans la variation de l'irradiance solaire reçue par notre planète.


Notes:

(1) Font partie de cette équipe:

•Matthieu Kretzschmar, Thierry Dudok deWit, Laboratoire de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) et Chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations...) de l'Environnement et de l'Espace d'Orléans (LPC2E, CNRS-INSU, Université d'Orléans, OSUC-INSU) ;
•Werner Schmutz, Observatorium Davos andWorld Radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par...) Center, Suisse ;
•Sabri Mekaoui, Steven Dewitte, Royal Meteorological Institute of Belgium, Ringlaan, Belgique ;
•Jean-François Hochedez, Royal Observatory of Belgium.


Référence:
« The effect of flares on total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des...) solar irradiance », M. Kretzschmar, T. Dudok de Wit, W. Schmudtz, S. Mekaoui, J.F. Hochedez, S. Dewitte. Nature Physics, 6 , 690-692, 2010.


Source: CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / INSU
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Illustration: © LPC2E
 
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