Le chauffage du vent solaire se situe à l’échelle électronique
Par Benje le samedi, juin 20 2009, 07:35 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: CNRS / INSU
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 des électrons, processus que l’on rencontre dans la couronne solaire, mais aussi dans différents environnements astronomiques.
Le vent solaire est un flot de particules ionisées émis par le Soleil à
grande vitesse allant de 400 à 800 km/s. La région où ce vent est
généré, appelée la couronne solaire, est extrêmement chaude (un million
de degrés) par rapport aux régions voisines. Ce phénomène reste encore
un mystère et aucun modèle théorique ne permet encore de l’expliquer
complètement. L’accélération du vent solaire, de 400 km/s à 800 km/s
est l’autre phénomène non expliqué depuis des décennies. Ce chauffage
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 des satellites Cluster (ESA), une équipe
associant des chercheurs du Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP:
CNRS, Ecole Polytechnique, Universités de Paris 6 et de Paris 11), de la NASA et de l’Institut Suédois de Recherches Spatiales vient de réaliser une
percée dans la compréhension du phénomène de la turbulence 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 des
grandes échelles (105 km) jusqu’aux petites échelles (10 km) dans le
plasma 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
d’accélération d’électrons en astrophysique. Aussi, ce travail peut avoir des conséquences sur les modèles classiques de chauffage de la couronne solaire (dit "chauffage cyclotron") ainsi que sur la modélisation du phénomène de la reconnexion magnétique.