Le 11 mars dernier, la NASA a déployé Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere, ou PUNCH pour les intimes. Trois mois plus tard, la mission a enfin produit ses premières données scientifiques — et elles sont à couper le souffle.
Pour resituer le contexte, PUNCH est un ensemble de quatre satellites perchés sur une orbite héliosynchrone polaire à environ 650 kilomètres de la surface. Ensemble, ils sont capables de capturer des images très détaillées d’une grande variété de phénomènes associés à la météo solaire. Leurs instruments sont particulièrement doués pour enregistrer l’activité de la couronne et la dynamique du vent solaire — un phénomène très difficile à observer.
Mais la principale innovation de ces quatre sondes, c’est qu’elles disposent d’un champ de vision extrêmement étendu. Il couvre une large portion du ciel, bien au-delà des capacités d’observation de tous les coronographes actuels comme le LASCO. Ce dernier est l’un des instruments les plus performants au monde lorsqu’il s’agit de capturer ce genre de phénomène ; mais il est aussi très ancien, et ses optiques ne couvrent qu’une région beaucoup plus étroite en comparaison.
Une première série d’images à couper le souffle
En pratique, cela signifie que PUNCH peut suivre la propagation de nombreux phénomènes d’origine solaire sur une très longue distance, avec une excellente résolution. Et pour s’en rendre compte, il suffit de regarder les images publiques de la mission, qui ont été présentées lors de la 246e réunion de l’American Astronomical Society et repérées par ScienceAlert.
« J’aimerais attirer votre attention sur le cercle blanc près du centre du champ de vision. Ce cercle représente le champ de vision du LASCO, le plus grand coronographe actuellement utilisé pour prévoir la météo spatiale », a expliqué Craig DeForest, astrophysicien et co-auteur de ces travaux, lors de sa conférence. Un détail très éloquent qui permet de réaliser l’énorme différence qui existe entre les performances des deux appareils.
Un nouveau regard sur les CME
L’équipe de DeForest s’est servie de ce champ de vision énorme pour dévoiler une toute nouvelle perspective sur un phénomène très important de la dynamique solaire : les éjections de masse coronale, ou CME (pour Coronal Mass Ejection). Il s’agit d’événements qui surviennent lorsque les lignes de champ magnétique de notre étoile s’entremêlent, se rompent et se reconnectent.
Ce processus relâche une immense quantité d’énergie qui arrache littéralement du matériel appartenant à la couronne de l’étoile ; on assiste donc à l’éjection d’un très grand nombre de particules chargées. Ces dernières se regroupent sous la forme d’une immense bulle de plasma dont la masse peut atteindre plusieurs milliards de tonnes.
En fonction de leur point d’origine, ces CME peuvent parfois se diriger droit vers la Terre. Le cas échéant, elles nous apparaissent alors sous la forme d’un halo, une sorte d’auréole qui semble croître autour du Soleil pendant que le matériel s’approche de notre planète à plusieurs centaines de kilomètres par seconde. Et c’est précisément ce que PUNCH a réussi à capturer.
« Ce halo d’éjection coronale est quelque chose que vous n’avez jamais vu auparavant », explique DeForest. « Si vous suivez la presse scientifique, vous avez sans doute déjà vu des films sur les halos d’éjection coronale. Mais vous n’en avez jamais vu à 30 ou 40 degrés du Soleil… ici, vous voyez quelque chose qui balaie littéralement tout le ciel du système solaire interne en s’approchant de la Terre », insiste le chercheur.
Et la cerise sur le gâteau, c’est qu’il ne s’agit que d’un début. Les quatre sondes n’ont pas encore atteint leurs positions définitives, et le processus de calibration des instruments n’est pas tout à fait terminé. Cela signifie que d’ici quelques mois, PUNCH sera capable de produire des images encore plus précises. Ces dernières seront incroyablement précieuses pour les chercheurs qui étudient la dynamique du Soleil et son influence sur les autres corps célestes, à commencer par la Terre.
Surveiller le Soleil, plus qu’une question de science
On sait en effet que les CME peuvent avoir un impact très concret sur notre planète. Lorsque ces gigantesques bulles de plasma se dirigent vers la Terre, elles finissent par se heurter à son champ magnétique, qui se comporte comme un bouclier contre ces particules chargées. Cet impact transfère une partie de l’énergie de la CME à la magnétosphère, provoquant ainsi ce qu’on appelle une tempête géomagnétique.
Les plus faibles n’ont aucun effet perceptible, à l’exception de quelques belles aurores. Mais au-delà d’un certain seuil, ces phénomènes peuvent aussi avoir des conséquences bien plus ennuyeuses, comme des perturbations de systèmes de navigation et de communication. Dans les cas les plus extrêmes, ces tempêtes peuvent générer un courant électrique non négligeable dans des matériaux conducteurs.
Et c’est un gros, gros problème. En pratique, cela signifie que les éruptions solaires, et surtout les CME les plus violentes, sont très dangereuses pour certains éléments clés de notre écosystème technologique, à commencer par les satellites qui évoluent dans une zone plus exposée aux particules venues de l’espace. En d’autres termes, les CME exceptionnellement violentes représentent une menace de premier plan pour notre civilisation, comme en témoigne l’exemple célèbre de l’événement de Carrington.
Au-delà de la science solaire pure, nous avons donc aussi une raison pratique et très concrète de surveiller les caprices du Soleil. Grâce à PUNCH, nous disposons désormais d’un nouvel outil très efficace pour y parvenir, et il nous tarde déjà de découvrir les superbes images qu’il va sans doute rapporter au cours de sa mission de deux ans.
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