Le chauffage du vent solaire se situe à l'échelle électronique

Publié par Michel le 19/06/2009 à 00:00
Source: CNRS / INSU
Illustration: © ESA
Des chercheurs du laboratoire de Physique des Plasmas, en analysant des données provenant des satellites Cluster (ESA), explicitent le processus du chauffage du vent solaire. L'énergie engendrée par la turbulence est transférée des grandes échelles, 100 km, aux petites échelles électroniques, 10 km. Ceci permettrait d'expliquer les processus d'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) des électrons, processus que l'on rencontre dans la couronne solaire (La couronne solaire est la partie de l'atmosphère du Soleil située au-delà de la chromosphère...), mais aussi dans différents environnements astronomiques.


Dessin d'artiste représentant le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont...) atteignant la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes...) terrestre.

Le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) solaire est un flot de particules ionisées émis par le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) à grande vitesse (On distingue :) allant de 400 à 800 km/s. La région où ce vent est généré, appelée la couronne solaire, est extrêmement chaude (un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) de degrés) par rapport aux régions voisines. Ce phénomène reste encore un mystère et aucun modèle théorique ne permet encore de l'expliquer complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...). L'accélération du vent solaire, de 400 km/s à 800 km/s est l'autre phénomène non expliqué depuis des décennies. Ce chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) du vent solaire à de telles températures ou son accélération à de telles vitesses, pourrait être dû aux turbulences électrique et magnétique qui sont observées dans le milieu.

En utilisant les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) des satellites (Satellite peut faire référence à :) Cluster (ESA), une équipe associant des chercheurs du Laboratoire de Physique des Plasmas (La physique des plasmas est la branche de la physique qui étudie les propriétés, la...) (LPP: CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), Ecole Polytechnique, Universités de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) 6 et de Paris 11), de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Suédois de Recherches Spatiales vient de réaliser une percée dans la compréhension du phénomène de la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse...) dans le vent solaire. Grâce aux données à très haute résolution des magnétomètres alternatifs conçus et fabriqués au LPP, embarqués sur Cluster, ils ont pu ''suivre'' pour la première fois le transfert de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) des grandes échelles (105 km) jusqu'aux petites échelles (10 km) dans le plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...) du vent solaire. Ceci a d'abord permis de remettre en cause une idée reçue selon laquelle une très grande partie de l'énergie de la turbulence se dissipe à l'échelle des protons (100 km). Ils ont en effet montré que l'énergie continue sa cascade vers les échelles plus petites et que les protons n'acquièrent en réalité qu'une fraction de cette énergie, et donc ne sont chauffés que partiellement. Les chercheurs ont pu aussi, et pour la première fois, localiser clairement l'échelle de dissipation qui est à l'échelle électronique.

Ce phénomène nouveau, qui permet de transférer de grandes quantités d'énergie des grandes échelles vers les petites échelles électroniques où elle est dissipée, peut expliquer plusieurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) d'accélération d'électrons en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...). Aussi, ce travail peut avoir des conséquences sur les modèles classiques de chauffage de la couronne solaire (dit "chauffage cyclotron (Le cyclotron est un type d’accélérateur circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en...)") ainsi que sur la modélisation du phénomène de la reconnexion magnétique.
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