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Des astronomes repèrent des aurores sur le Soleil

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Crédits : ESA

Des astronomes ont récemment effectué des observations radio détaillées d’un spectacle extraordinaire semblable à des aurores qui s’est produit à 40 000 km au-dessus d’une zone relativement sombre et froide du Soleil connue sous le nom de tache solaire.

Une observation inédite sur le Soleil

Les phénomènes lumineux spectaculaires tels que les aurores boréales et australes sont le résultat de perturbations solaires qui impactent la magnétosphère terrestre. Ces manifestations se produisent lorsque des particules chargées accélérées par l’activité solaire précipitent vers les régions polaires de la Terre où le champ magnétique converge. Elles y interagissent avec les atomes d’oxygène et d’azote présents dans la haute atmosphère. Les électrons accélérés qui se déplacent vers les pôles nord et sud déclenchent alors des émissions radio intenses à des fréquences d’environ quelques centaines de kilohertz.

Ce phénomène bien connu dans les régions polaires terrestres a récemment été observé sur le Soleil où des ondes radio similaires, mais à des fréquences beaucoup plus élevées ont été détectées au-dessus d’une tache solaire.

Comment expliquer ces aurores ?

Les astronomes du Centre de recherche solaire-terrestre de l’Institut de technologie du New Jersey (NJIT-CSTR), à l’origine de ces travaux, affirment que les émissions radio solaires nouvellement observées, détectées sur une vaste région de taches solaires se formant temporairement là où les champs magnétiques à la surface du Soleil sont particulièrement forts, diffèrent à la fois sur le plan spectral, mais aussi temporellement des tempêtes de bruit radio solaire précédemment connues.

Selon les chercheurs, l’analyse suggère que ces sursauts d’ondes radio sont générés par l’émission d’un maser électron-cyclotron (ECM) impliquant des électrons énergétiques piégés dans des géométries de champ magnétique convergentes. Pour clarifier, les zones plus froides et fortement magnétiques des taches solaires offrent un environnement propice à l’émission d’ECM. Cette situation établit des parallèles avec les calottes polaires magnétiques des planètes et d’autres étoiles.

« Cependant, contrairement aux aurores terrestres, ces émissions d’aurores de taches solaires se produisent à des fréquences allant de centaines de milliers de kHz à environ 1 million de kHz, résultat direct du fait que le champ magnétique de la tache solaire est des milliers de fois plus puissant que celui de la Terre« , note l’équipe dans un communiqué.

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Illustration d’artiste de l’émission semblable à une aurore depuis la surface du soleil. Crédits : Sijie Yu

Comme un phare dans l’espace

Les observations suggèrent également que ces sursauts radio ne sont pas nécessairement liés au moment des éruptions solaires, mais plutôt à l’activité intermittente des éruptions dans les zones actives voisines. Ces éruptions entraînent le déplacement d’électrons énergétiques le long de vastes boucles de champ magnétique ancrées à la tache solaire, stimulant ainsi l’émission radio du maser électron-cyclotron (ECM).

Les chercheurs estiment que ces aurores radio présentent un modèle de variation synchronisé avec la rotation du Soleil. En d’autres termes, l’émission radio varie d’une manière spécifique en synchronisation avec le mouvement de la tache solaire à travers la surface du Soleil. Cet effet de modulation de rotation crée une sorte de phare qui émet des signaux radio de manière régulière et prévisible dans l’espace pendant la rotation de la tache solaire.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour étudier l’activité magnétique stellaire et pourrait remettre en question les modèles actuels. Les scientifiques envisagent d’analyser rétrospectivement des données d’archives pour déterminer si certaines éruptions solaires enregistrées précédemment correspondent à cette émission nouvellement identifiée.

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature Astronomy.