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 et de l'Espace d'Orléans (LPC2E, CNRS-INSU, Université d'Orléans, Observatoire des Sciences de l'Univers 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 d'éruptions de différentes amplitudes au sein de l'irradiance solaire, c'est à dire le flux de lumière reçu à toutes les longueurs d'onde par la Terre. A la clé, un résultat inattendu: leur énergie globale serait bien supérieure à ce qui était envisagé jusqu'alors.


"Ces éruptions sont des explosions d'énergie se manifestant dans l'atmosphère du Soleil", rappelle Matthieu Kretzschmar, chercheur au LPC2E et premier auteur de cette étude. "Lorsque localement le champ 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 avec le reste du 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. 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 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 se passe comme si nous devions repérer des vagues de 1m -causées par les éruptions- au milieu d'une mer 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 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 et Chimie de l'Environnement et de l'Espace d'Orléans (LPC2E, CNRS-INSU, Université d'Orléans, OSUC-INSU) ;
•Werner Schmutz, Observatorium Davos andWorld Radiation 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 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 / INSU