Le Soleil, notre étoile la plus proche, ne cesse de nous surprendre. Des chercheurs ont récemment découvert des tourbillons de plasma à sa surface, un phénomène jusqu’alors invisible. Cette découverte, réalisée grâce au télescope solaire Inouye à Hawaï, ouvre de nouvelles perspectives sur l’activité solaire et les éruptions de plasma.
Ces structures, d’une taille d’environ 20 kilomètres ont été observées aux abords des granules solaires. Elles sont le résultat de l’instabilité de Kelvin-Helmholtz un phénomène qui se produit lorsque deux fluides s’écoulent à des vitesses différentes, créant des forces de cisaillement qui transforment de petites perturbations en tourbillons.
Les tourbillons de plasma et l’instabilité de Kelvin-Helmholtz
L’instabilité de Kelvin-Helmholtz est un phénomène bien connu dans la physique des fluides. Elle se produit lorsque deux couches de fluide se déplacent à des vitesses différentes, créant des tourbillons ou des vagues. À la surface du Soleil, les couches de plasma adjacentes aux granules se déplacent à des vitesses distinctes, créant les conditions idéales pour que cette instabilité se produise.
Les chercheurs ont interprété ces tourbillons comme des manifestations de cette instabilité. Ils ont pu observer ces structures grâce à des images d’une précision inédite, prises par le télescope solaire Inouye. Cette prouesse technique est comparée à discerner une pièce d’un euro à une distance de 180 kilomètres.
L’impact sur l’activité solaire et les éruptions
La découverte de ces tourbillons de plasma éclaire sur la manière dont le Soleil stocke et libère son énergie. Les éruptions solaires sont le résultat de la libération explosive d’énergie accumulée dans le champ magnétique. La théorie actuelle suggère que cette énergie s’emmagasine lorsque les lignes de champ magnétique se tordent et s’enroulent sur elles-mêmes.
Ces vortex, qui semblent se produire constamment là où le champ magnétique est fort, pourraient être le moteur principal de ce processus. Ils agiraient comme de minuscules engrenages, tordant continuellement les lignes de champ et préparant le terrain pour des reconnexions magnétiques explosives.
La chaleur de la couronne solaire
Au-delà des éruptions, ces minuscules vortex pourraient résoudre une autre grande énigme: la chaleur de la couronne solaire. L’atmosphère externe du Soleil est des millions de degrés plus chaude que sa surface. L’instabilité de Kelvin-Helmholtz pourrait être un mécanisme qui contribue à cet étrange phénomène.
Les tourbillons pourraient également expliquer la diffusion rapide du champ magnétique du Soleil. En mélangeant le plasma magnétisé et non magnétisé, ils facilitent le transport du flux magnétique vers l’atmosphère.
Une percée dans la physique solaire
Cette découverte est le résultat d’une collaboration internationale de chercheurs utilisant le plus grand télescope solaire du monde, le Daniel K. Inouye à Hawaï. Les images d’une précision inédite révèlent des structures jusqu’alors invisibles à la surface du Soleil.
Les chercheurs ont confirmé des simulations informatiques et ouvrent de nouvelles perspectives sur la dynamique de notre étoile. Cette percée pourrait aider à mieux comprendre l’origine et l’intensité de l’activité solaire, notamment les fameuses éruptions de plasma.
De futures recherches pourraient s’intéresser à la manière dont les instabilités de Kelvin-Helmholtz contribuent au transfert d’énergie et de champs magnétiques, et pourraient même réchauffer la couronne solaire environnante.
