Qu'est-ce que le vent solaire ?

vent solaire

Il s'agit d'un concept d'artiste du champ magnétique global de la Terre, avec le choc de l'arc. La Terre est au milieu de l'image, entourée de son champ magnétique, représenté par des lignes violettes. Le choc d'arc est le croissant bleu sur la droite. De nombreuses particules énergétiques du vent solaire, représentées en or, sont déviées par le «bouclier» magnétique de la Terre. (Crédit image : Walt Feimer (HTSI)/NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)



Le vent solaire projette du plasma et des particules du soleil dans l'espace. Bien que le vent soit constant, ses propriétés ne le sont pas. Qu'est-ce qui cause ce flux et comment affecte-t-il la Terre ?



Étoile venteuse

Les couronner , la couche externe du soleil, atteint des températures allant jusqu'à 2 millions de degrés Fahrenheit (1,1 million de degrés Celsius). À ce niveau, la gravité du soleil ne peut pas retenir les particules en mouvement rapide, et elles s'éloignent de l'étoile.

L'activité du soleil change au cours de son cycle de 11 ans, le nombre de taches solaires, les niveaux de rayonnement et la matière éjectée changeant au fil du temps. Ces altérations affectent les propriétés du vent solaire, notamment son champ magnétique, sa vitesse, sa température et sa densité. Le vent diffère également en fonction de où sur le soleil il vient et à quelle vitesse cette partie tourne.



La vitesse du vent solaire est plus élevée que les trous coronaux, atteignant des vitesses allant jusqu'à 500 miles (800 kilomètres) par seconde. La température et la densité sur trous coronaux sont faibles et le champ magnétique est faible, de sorte que les lignes de champ sont ouvertes vers l'espace. Ces trous se produisent aux pôles et aux basses latitudes, atteignant leur maximum lorsque l'activité solaire est à son minimum. Les températures dans le vent rapide peuvent atteindre jusqu'à 1 million F (800 000 C).

Au ceinture de banderoles coronales autour de l'équateur, le vent solaire se déplace plus lentement, à environ 200 miles (300 km) par seconde. Les températures dans le vent lent atteignent jusqu'à 2,9 millions F (1,6 million C).

Le soleil et son atmosphère sont constitués de plasma, un mélange de particules chargées positivement et négativement à des températures extrêmement élevées. Mais à mesure que le matériau quitte le soleil, transporté par le vent solaire, il devient plus gazeux.



'Au fur et à mesure que vous vous éloignez du soleil, l'intensité du champ magnétique diminue plus rapidement que la pression du matériau', a déclaré Craig DeForest, physicien solaire au Southwest Research Institute (SwRI) de Boulder, Colorado, dans un déclaration . 'Finalement, le matériau commence à agir davantage comme un gaz et moins comme un plasma à structure magnétique.'

Affectant la Terre

Lorsque le vent s'éloigne du soleil, il transporte particules chargées et nuages ​​magnétiques . Émis dans toutes les directions, une partie du vent solaire secoue en permanence notre planète, avec des effets intéressants.

Si le matériau transporté par le vent solaire atteignait la surface d'une planète, son rayonnement causerait de graves dommages à toute vie qui pourrait exister. Le champ magnétique terrestre sert de bouclier, redirigeant la matière autour de la planète afin qu'elle s'écoule au-delà. La force du vent étire le champ magnétique de sorte qu'il est écrasé vers l'intérieur du côté du soleil et étendu du côté de la nuit.



Parfois, le soleil crache de grandes rafales de plasma appelées éjections de masse coronale (CME) ou tempêtes solaires. Plus fréquents pendant la période active du cycle connue sous le nom de maximum solaire, les CME ont un effet plus fort que le vent solaire standard. [ Photos: Superbes photos d'éruptions solaires et de tempêtes solaires ]

« Les éjections solaires sont les moteurs les plus puissants de la connexion Soleil-Terre », déclare la NASA sur son site Web pour le Observatoire des relations solaires et terrestres (STEREO) . 'Malgré leur importance, les scientifiques ne comprennent pas pleinement l'origine et l'évolution des CME, ni leur structure ou leur étendue dans l'espace interplanétaire.' La mission STEREO espère changer cela.

Lorsque le vent solaire transporte des CME et d'autres puissantes rafales de rayonnement dans le champ magnétique d'une planète, il peut provoquer la compression du champ magnétique à l'arrière, un processus connu sous le nom de reconnexion magnétique. Les particules chargées refluent ensuite vers les pôles magnétiques de la planète, provoquant de magnifiques spectacles connus sous le nom d'aurore boréale dans la haute atmosphère. [ Photos : Auroras étonnantes de 2012 ]

Bien que certains corps soient protégés par un champ magnétique, d'autres n'en sont pas protégés. La lune de la Terre n'a rien pour la protéger, elle en subit donc tout le poids. Mercure, la planète la plus proche, a un champ magnétique qui la protège du vent standard régulier, mais il prend toute la force des explosions plus puissantes telles que les CME.

Lorsque les flux à haute et basse vitesse interagissent les uns avec les autres, ils créent des régions denses appelées régions d'interaction co-rotatives (CIR) qui déclenchent des tempêtes géomagnétiques lorsqu'elles interagissent avec l'atmosphère terrestre.

Le vent solaire et les particules chargées qu'il transporte peuvent affecter les satellites de la Terre et Systèmes de positionnement global (GPS). De puissantes rafales peuvent endommager les satellites, ou peuvent éloigner les signaux GPS de plusieurs dizaines de mètres.

Le vent solaire ébranle toutes les planètes du système solaire. La mission New Horizons de la NASA a continué à le détecter alors qu'il voyageait entre Uranus et Pluton.

'La vitesse et la densité moyenne ensemble à mesure que le vent solaire se déplace', a déclaré Heather Elliott, scientifique spatiale au SwRI à San Antonio, Texas, dans un déclaration . «Mais le vent est toujours chauffé par compression pendant qu'il se déplace, vous pouvez donc voir des preuves du modèle de rotation du soleil dans la température même dans le système solaire externe.

Étudier le vent solaire

Nous connaissons le vent solaire depuis les années 1950, mais malgré ses effets considérables sur la Terre et sur les astronautes, les scientifiques ne savent toujours pas comment il évolue. Plusieurs missions au cours des dernières décennies ont cherché à expliquer ce mystère.

Lancé le 6 octobre 1990, La mission Ulysse de la NASA a étudié le soleil à différentes latitudes. Il a mesuré les différentes propriétés du vent solaire pendant plus d'une douzaine d'années.

Les Satellite Advanced Composition Explorer (ACE) orbite à l'un des points spéciaux entre la Terre et le soleil connu sous le nom de point de Lagrange. Dans cette zone, la gravité du soleil et de la planète tirent également, maintenant le satellite sur une orbite stable. Lancé en 1997, ACE mesure le vent solaire et fournit des mesures en temps réel du flux constant de particules.

Les vaisseaux spatiaux jumeaux de la NASA, STEREO-A et STEREO-B étudient le bord du soleil pour voir comment le vent solaire est né. Lancé en octobre 2006, STEREO a fourni « une vue unique et révolutionnaire du système Soleil-Terre », selon la Nasa .

Une nouvelle mission espère mettre en lumière le soleil et son vent solaire. celui de la NASA Sonde solaire Parker , dont le lancement est prévu à l'été 2018, vise à « toucher le soleil ». Après plusieurs années d'orbite étroite autour de l'étoile, la sonde plongera dans la couronne pour la première fois, en utilisant une combinaison d'imagerie et de mesures pour révolutionner la compréhension de la couronne et accroître la compréhension de l'origine et de l'évolution du vent solaire.

'Parker Solar Probe va répondre aux questions sur la physique solaire qui nous préoccupent depuis plus de six décennies', a déclaré Nicola Fox, scientifique du projet Parker Solar Probe du Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, dans un déclaration . 'C'est un vaisseau spatial chargé de percées technologiques qui résoudra bon nombre des plus grands mystères concernant notre étoile, notamment en découvrant pourquoi la couronne solaire est tellement plus chaude que sa surface.'

Ressources additionnelles

Suivez Nola Taylor Redd sur @NolaTRedd , Facebook , ou Google+ . Suivez-nous sur @Spacedotcom , Facebook ou Google+ .