Publié le 2025-10-27 19:07:00. Une équipe internationale de scientifiques a confirmé pour la première fois l’existence d’ondes de torsion d’Alfvén à petite échelle dans la couronne solaire, une découverte majeure en physique solaire qui pourrait expliquer le mystère de son échauffement extrême.
- Des chercheurs du Royaume-Uni, de Belgique, de Chine et des États-Unis ont apporté la preuve directe de l’existence des ondes de torsion d’Alfvén.
- Cette observation, rendue possible par le télescope solaire Daniel K. Inouye à Hawaï, lève un voile sur un phénomène recherché depuis les années 1940.
- Ces ondes pourraient être la clé pour comprendre comment la couronne solaire atteint des températures dépassant le million de degrés Celsius.
Une avancée fondamentale en physique solaire vient d’être réalisée par une collaboration internationale de scientifiques. Pour la première fois, des preuves directes de l’existence d’ondes de torsion d’Alfvén à petite échelle dans la couronne solaire ont été obtenues. Ce phénomène magnétique, dont l’existence était postulée depuis les années 1940, fait l’objet d’une publication dans la prestigieuse revue Nature Astronomy.
La découverte a été réalisée grâce à l’instrument le plus puissant au monde dédié à l’étude du Soleil : le télescope solaire Daniel K. Inouye, situé à Hawaï. Les résultats obtenus pourraient résoudre l’une des plus grandes énigmes de l’astrophysique : pourquoi l’atmosphère extérieure du Soleil, la couronne, est-elle chauffée à des températures de plusieurs millions de degrés, alors que sa surface n’atteint qu’environ 5 500 degrés Celsius.
« Cette découverte met fin à une longue recherche de ces ondes commencée dans les années 1940. Nous avons enfin pu observer directement ces mouvements de torsion qui tordent les lignes de champ magnétique dans la couronne », a déclaré le professeur Richard Morton, de l’Université de Northumbrie au Royaume-Uni et premier auteur de l’étude.
Professeur Richard Morton, Université de Northumbrie
Les ondes d’Alfvén, nommées d’après le physicien suédois et prix Nobel Hannes Alfvén, sont des perturbations magnétiques capables de transporter de l’énergie à travers le plasma. Si des versions plus importantes et isolées de ces ondes, souvent liées aux éruptions solaires, avaient déjà été détectées, il s’agit de la première observation directe de variantes à petite échelle et persistantes, susceptibles d’alimenter l’atmosphère solaire.
La mise en œuvre du spectropolarimètre proche infrarouge cryogénique (Cryo-NIRSP) du télescope Daniel K. Inouye a été cruciale. Cet instrument, le plus avancé pour l’étude de la couronne, permet de distinguer des détails d’une finesse extrême et de détecter avec une grande sensibilité les mouvements du plasma.
« Le mouvement du plasma dans la couronne solaire est dominé par des oscillations latérales. Ceux-ci masquent les mouvements de torsion, j’ai donc dû développer une méthode pour éliminer ces oscillations et pouvoir retrouver le spin », a précisé le professeur Morton, soulignant le défi technique relevé.
Professeur Richard Morton, Université de Northumbrie
La différence fondamentale entre les ondes précédemment connues et celles nouvellement identifiées réside dans leur nature. Alors que les ondes « courbées » provoquent des oscillations latérales des structures magnétiques, visibles sur les images solaires, les ondes de torsion d’Alfvén génèrent un mouvement de vrille. Ce mouvement ne peut être détecté que par analyse spectroscopique, en mesurant le rapprochement ou l’éloignement du plasma de la Terre, ce qui se traduit par des décalages vers le rouge et le bleu aux extrémités des structures magnétiques.
Cette avancée a des implications qui dépassent largement le domaine de la physique solaire. La couronne solaire, visible lors des éclipses, est le lieu d’un réchauffement extrême qui permet au plasma de s’accélérer et de s’échapper sous forme de vent solaire. Comprendre ces processus est essentiel pour la météorologie spatiale. Le vent solaire transporte des perturbations magnétiques susceptibles d’affecter les communications par satellite, les systèmes GPS et les réseaux électriques terrestres. De plus, ces ondes pourraient être à l’origine des « boucles magnétiques » observées par la sonde Parker de la NASA, d’importants vecteurs d’énergie dans le vent solaire.
« Cette recherche apporte une validation essentielle à la variété de modèles théoriques qui décrivent comment la turbulence des vagues d’Alfvén alimente l’atmosphère solaire », a ajouté Morton. « Avoir des observations directes nous permet enfin de comparer ces modèles avec la réalité ».
Professeur Richard Morton, Université de Northumbrie
Cette percée est le fruit d’une collaboration internationale impliquant des chercheurs de l’Université de Pékin, de l’Académie chinoise des sciences, de l’Université de Louvain en Belgique, de la Queen Mary University of London et de l’Observatoire solaire national des États-Unis. L’équipe espère que cette découverte stimulera de nouvelles recherches sur la propagation et la dissipation d’énergie de ces ondes dans la couronne solaire.