Les lignes du champ magnétique du Soleil : en rouge, elles sortent de l’astre, en vert, elles y entrent. – Ph. © Tahar Amari / Centre de physique théorique – S. Habbal / M. Druckmüller.
Un mystère astrophysique questionne les spécialistes du Soleil depuis longue date : comment se fait-il que la couronne solaire (son atmosphère) soit plus chaude que sa surface ? Cette dernière se situe à quelque 6000 degrés, tandis que la couronne solaire culmine à la bagatelle de… 2 millions de degrés !
Par un article publié dans la revue Nature, l’équipe de Tahar Amari, Jean-François Luciani (Centre de physique théorique de l’École Polytechnique) et Jean-Jacques Aly (CEA – université Paris Diderot) propose une solution qui semble résoudre l’énigme.
Grâce à leurs modélisations informatiques et à des calculs extrêmement complexes, qui ont mis à contribution les calculateurs de l’École Polytechnique et le supercalculateur IDRIS (CNRS), les chercheurs ont mis en lumière la formation, à la surface du Soleil, d’une sorte de système de mangroves magnétiques.

Les “mangroves” magnétiques (en vert) à la surface du Soleil émergent de leurs “racines”, soit des champs magnétiques de surface (rouge et bleu). – Ph. Tahar Amari / Centre de physique théorique.

La couronne solaire serait formée par des mangroves magnétiques

Rappelant les palétuviers des côtes tropicales, ces arbres qui vivent les pieds dans la vase et se dressent par-dessus de hautes racines, le plasma  de notre étoile, en ébullition permanente, donnerait lieu à un champ magnétique à la ramification très intriquée, telle que celle des mangroves.
Leurs racines formeraient la chromosphère (couche en-dessous de la couronne) et leurs troncs, la couronne solaire. S’étendant en altitude dans l’atmosphère solaire, ces troncs sont constitués tout simplement de l’énergie électrique et magnétique du soleil. Une énergie qui atteint la valeur calculée, au niveau de la chromosphère, de 4500 watts par mètre carré, et au niveau de la couronne, de 300 watts par mètre carré… exactement en accord avec les observations.
Et la chaleur ? Elle serait dissipée par ces ondes électro-magnétiques à mesure qu’elles se propagent vers le haut de la couronne solaire. Expliquant ainsi pourquoi la température est immensément plus élevée dans la couronne solaire qu’à la surface du Soleil.
La vidéo ci-dessous illustre le système des mangroves tel que reconstitué par la réalité virtuelle.

Ce modèle de la couronne solaire n’est que le dernier d’une longue série

Ce n’est pas la première fois qu’une solution est présentée pour expliquer la température de la couronne solaire. L’une d’entre elles, présentée dans la revue Science, en 2011, postulait que la chaleur observée provenait des spicules (des jets de plasma ressemblant à des fontaines) présentes à la surface du Soleil. Mais toutes les autres hypothèses émises, d’abord convaincantes, se sont révélées trop partielles, même si chacune représente un élément de la mosaïque générale. Reste donc à voir si les résultats de l’équipe française résisteront aux vérifications, et seront retenues comme la solution définitive de l’énigme.
–Fiorenza Gracci
 
> Lire aussi dans les Grandes Archives de S&V :

• L’énigme de la couronne solaire enfin résolue – S&V n°1142 – 2012. Les astrophysiciens pensent avoir saisi l’explication à la configuration des températures à la surface du Soleil.
  

• Le point sur le Soleil — S&V n°1043 – 2004. Le Soleil est un réacteur nucléaire qui émet sans arrêt des ondes, des vents solaires et toutes sortes de radiations pour évacuer son énergie.
  

• Soho voit battre le coeur du Soleil – S&V n°943 − 1996. Le satellite européen Soho a rejoint un point d’observation d’où il envoie des images de l’astre du jour. Déjà, la question de la température de la couronne solaire émerge.