Des tourbillons de plasma agitent la surface de notre Soleil

Eclipse ou pas, le Soleil fait décidément l'actualité. Le plus grand télescope solaire au monde, le Daniel K. Inouye, localisé à l'observatoire du Haleakalā, sur l'île de Maui (Hawaï, Etats-Unis), vient en effet de mettre en évidence des images sans précédent de notre étoile, révélant d'intrigantes formes en tourbillon. Une étude internationale dirigée par des chercheurs américains du Centre national solaire (en anglais, le "National Solar Observatory", NSO) détaille ces observations dans Nature .

Des instruments comme la sonde Parker Solar Probe , lancée en 2018, ou le Solar Dynamics Observatory - satellite envoyé dans l'espace en 2010 - permettent déjà de connaître quelques éléments caractéristiques du Soleil. Cela inclut les taches solaires, régions où règnent des champs magnétiques intenses, ou les éruptions et éjections de plasma . Le Soleil émet par ailleurs en permanence un flux de particules chargées, principalement des protons et des électrons : le vent solaire. L'activité solaire induit de ce fait une "météo spatiale" à surveiller activement.

Désormais, les images inédites du télescope solaire américain Inouye, appuyées par des simulations informatiques, montrent avec une précision inégalée des caractéristiques intrigantes de la photosphère, la surface visible du Soleil. Ces travaux ont mis en évidence des motifs tourbillonnaires dans le plasma. L'étude suggère que ces vortex se formeraient grâce au phénomène d'instabilité de Kelvin-Helmholtz .

Bien connu en mécanique des fluides, ce phénomène se produit quand deux couches de liquide ou de gaz se déplacent à des vitesses différentes. Cet effet est notamment observé à l'interface entre l'air et l'eau, où le cisaillement des vitesses déforme la surface de l'eau et forme des structures tourbillonnaires. Ce processus est également rencontré dans d'autres environnements du Système solaire, comme dans l'atmosphère de Saturne ou au sein du gigantesque anticyclone de Jupiter, la Grande Tache rouge .

Il s'agit donc de la première confirmation expérimentale de l'instabilité de Kelvin-Helmholtz à la surface du Soleil. Elle génère des mouvements de couches de gaz chaud : " La découverte de l'instabilité de Kelvin-Helmholtz dans la photosphère solaire, couplée à des simulations informatiques, est une étape majeure dans notre compréhension de la dynamique et de l'évolution du plasma solaire et extrasolaire. Cette détection servira de pivot pour les futures recherches ", explique David Boboltz, directeur adjoint du National Solar Observatory, dans un communiqué .

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L'étude des tourbillons de plasma permettrait notamment de comprendre comment prennent naissance les fameuses tempêtes solaires. Ces dernières créent occasionnellement des coupures du réseau électrique et des systèmes de communications satellitaire, mais aussi de splendides aurores boréales.