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# Physique # Astrophysique solaire et stellaire

Oscillations de kink : Un aperçu des vagues solaires

Découvre le comportement des oscillations en kink dans l'atmosphère du Soleil.

Arpit Kumar Shrivastav, Vaibhav Pant, Rohan Kumar, David Berghmans, Tom Van Doorsselaere, Dipankar Banerjee, Elena Petrova, Daye Lim

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Oscillations de kink dans Oscillations de kink dans les boucles solaires l'atmosphère du Soleil. Examen des vagues d'énergie dans
Table des matières

T'as déjà vu un gamin se balancer sur une balançoire ? Ce mouvement doux et répétitif, c'est un peu comme ce qui se passe dans les boucles courtes de l'atmosphère du Soleil, où l'énergie et les vagues créent des oscillations. Cet article se penche sur ces fascinantes oscillations solaires, appelées oscillations en kink, et leur comportement dans les courtes boucles du Soleil.

Qu'est-ce que les oscillations en kink ?

En gros, les oscillations en kink, c'est comme des vagues qui se déplacent le long des boucles de plasma – un gaz chaud – dans le Soleil. Pense à un slinky ; quand tu secoues une extrémité, des vagues se déplacent le long du slinky. Pour le Soleil, ces oscillations peuvent voyager plusieurs cycles sans perdre d'énergie, ce qui les rend vraiment intéressantes pour les scientifiques.

Où se produisent ces oscillations ?

Ces oscillations en kink se passent surtout dans ce qu'on appelle les Régions Actives du Soleil. Imagine un marché animé ; c'est un peu ce qui se passe dans ces régions actives, souvent pleines d'événements dynamiques comme des éruptions solaires et des taches solaires. Les boucles peuvent varier en longueur, mais beaucoup sont relativement courtes, autour de 50 millions de mètres.

L'importance de ces oscillations

Tu te demandes peut-être pourquoi les scientifiques s'intéressent à ces oscillations. En plus d'être un phénomène sympa, elles pourraient nous donner des indices sur les champs magnétiques du Soleil et le flux d'énergie. Comprendre comment et pourquoi ces oscillations se produisent pourrait nous aider à en savoir plus sur le Chauffage coronal, un peu comme comprendre pourquoi le moteur de ta voiture chauffe.

Qu'est-ce qu'on a trouvé ?

On a rassemblé plein de données de deux régions actives spécifiques du Soleil grâce à un instrument spécial conçu pour capturer des images très détaillées. D'après nos données, on a trouvé un mélange d'oscillations longues et courtes. La longueur de boucle moyenne dans nos résultats était d'environ 19 millions de mètres, avec des Périodes d'oscillation en moyenne autour de 151 secondes. Étonnamment, les boucles n'ont pas montré de lien significatif entre leur longueur et la période d'oscillation, ce qui signifie que juste parce qu'une boucle est plus longue, ça ne veut pas dire qu'elle oscille plus longtemps ou différemment.

Différents types de vagues

Il y a différentes manières dont ces vagues peuvent se déplacer, que ce soit dans un schéma d'onde stationnaire ou autre chose. Les ondes stationnaires, c'est comme les vagues que tu vois dans un stade quand les fans agitent les bras – elles semblent rester à la même place et bouger de haut en bas. Cependant, on n'est pas sûr que toutes les oscillations qu'on a observées étaient des ondes stationnaires ou avaient d'autres caractéristiques.

Énergie et forces motrices

Une explication pour ces oscillations, c'est qu'elles pourraient être alimentées par de l'énergie venant des points d'ancrage magnétiques des boucles – les extrémités des boucles sont ancrées à la surface du Soleil. Cette énergie pourrait garder les oscillations en vie, un peu comme un parent qui pousse un gamin sur une balançoire pour le garder en mouvement.

Observations faites

En utilisant des images haute résolution, on a pu examiner de près ces boucles. Certaines des techniques qu'on a utilisées étaient similaires à celles utilisées pour analyser les vagues dans l'eau. Les résultats ont montré qu'environ 60 % des oscillations ont duré plus de deux cycles sans perdre d'amplitude. Cependant, d'autres ont montré une nature dynamique qui rendait difficile le suivi de plusieurs cycles.

Collecte de données

Pour analyser ces oscillations, on a pris des images de zones spécifiques sur le Soleil et on a cherché les positions de ces boucles. On a dessiné des "fentes" artificielles dans les images pour capturer les données d'oscillation. Ces fentes ont été manipulées jusqu'à ce qu'on trouve un ajustement convenable qui représentait les oscillations avec précision.

Résultats et découvertes

En regardant de plus près les données de nos observations, on a trouvé que les oscillations en kink variaient beaucoup en termes d'amplitude et de vitesse. Par exemple, la longueur des boucles variait de juste plus de 4 millions de mètres à près de 50 millions de mètres. Les périodes d'oscillation qu'on a mesurées allaient d'environ 23 secondes à 467 secondes.

Une comparaison avec des études précédentes

Fait intéressant, des études précédentes avaient également examiné des phénomènes similaires, mais elles se concentraient souvent sur des périodes plus courtes. Ça montre que beaucoup de chercheurs ont peut-être manqué les durées plus longues qu'on a examinées. Notre étude, donc, comble une lacune et offre une perspective plus large sur le comportement de ces oscillations en kink dans des boucles solaires courtes.

Le rôle du chauffage coronal

Une des grandes questions en physique solaire, c'est comment l'atmosphère extérieure du Soleil – ou couronne – est chauffée à des températures bien plus élevées que la surface. Les oscillations qu'on a observées pourraient donner des indices sur la façon dont l'énergie est transportée des racines de ces boucles vers la couronne, la chauffant au passage.

Comprendre la vitesse des kinks et les champs magnétiques

En analysant la vitesse des vagues en kink, on peut évaluer la force du Champ Magnétique à l'intérieur de ces boucles. Les résultats ont indiqué que le champ magnétique moyen était relativement faible, ce qui pourrait signifier que ces oscillations sont davantage alimentées par des facteurs externes que par les propriétés des boucles elles-mêmes.

Comparaisons régionales

On a aussi comparé les oscillations dans les régions actives avec celles dans les zones tranquilles du Soleil et dans des trous coronaux. On dirait que les oscillations dans les régions actives étaient plus vives et fréquentes que celles dans des régions plus calmes. C'est un peu le cas classique du "premier arrivé, premier servi !" ou, dans ce cas, la région plus active obtient les oscillations.

Conclusion : Pourquoi ça nous intéresse ?

Alors, quel est le point à retenir de tout ça ? L'étude des oscillations en kink dans les boucles du Soleil nous aide à comprendre les interactions complexes au sein de notre étoile. C'est un peu comme éplucher un oignon ; chaque couche révèle un peu plus sur le comportement du Soleil et ses champs magnétiques.

À la fin, le Soleil est peut-être à des millions de kilomètres, mais il y a encore plein de connexions qu'on peut faire avec notre vie quotidienne. Qui sait ? Peut-être que la prochaine fois que tu vois une balançoire se balancer dans le parc, tu penseras à ces magnifiques oscillations qui se passent dans l'atmosphère dynamique du Soleil.

Directions futures

Avec l'amélioration des technologies, les scientifiques vont encore mieux étudier ces oscillations. De futures recherches vont probablement plonger plus profondément dans la dynamique énergétique du Soleil, explorant comment ces oscillations pourraient jouer un rôle dans les activités solaires et leur potentiel impact sur la Terre.

Remerciements

On remercie le soutien de diverses institutions qui rendent cette recherche possible. Après tout, comprendre le comportement de notre étoile la plus proche est un effort collaboratif, et on ne pourrait pas le faire sans l'aide de scientifiques dévoués du monde entier.

Annexe

Dans notre annexe, on va jeter un œil à quelques exemples spécifiques des données d'oscillation et des images. Cette section va montrer nos résultats avec plus de détails, y compris quelques visuels frappants qui illustrent la danse captivante des oscillations en kink se produisant dans les boucles du Soleil.

Fin

Et tout comme un enfant qui se balance, on termine notre exploration des oscillations en kink, te laissant avec un sentiment d'émerveillement sur la danse vibrante qui se passe dans notre propre système solaire.

Source originale

Titre: On the Existence of Long-Period Decayless Oscillations in Short Active Region Loops

Résumé: Decayless kink oscillations, characterized by their lack of decay in amplitude, have been detected in coronal loops of varying scales in active regions, quiet Sun and coronal holes. Short-period (< 50 s) decayless oscillations have been detected in short loops (< 50 Mm) within active regions. Nevertheless, long-period decayless oscillations in these loops remain relatively unexplored and crucial for understanding the wave modes and excitation mechanisms of decayless oscillations. We present the statistical analysis of decayless oscillations from two active regions observed by the Extreme Ultraviolet Imager (EUI) onboard Solar Orbiter. The average loop length and period of the detected oscillations are 19 Mm and 151 seconds, respectively. We find 82 long-period and 23 short-period oscillations in these loops. We do not obtain a significant correlation between loop length and period. We discuss the possibility of different wave modes in short loops, although standing waves can not be excluded from possible wave modes. Furthermore, a different branch exists for active region short loops in the loop length vs period relation, similar to decayless waves in short loops in quiet Sun and coronal holes. The magnetic fields derived from MHD seismology, based on standing kink modes, show lower values for multiple oscillations compared to previous estimates for long loops in active regions. Additionally, the comparison of period distributions in short loops across different coronal regions indicates that different excitation mechanisms may trigger short-period kink oscillations in active regions compared to the quiet Sun and coronal holes.

Auteurs: Arpit Kumar Shrivastav, Vaibhav Pant, Rohan Kumar, David Berghmans, Tom Van Doorsselaere, Dipankar Banerjee, Elena Petrova, Daye Lim

Dernière mise à jour: 2024-11-23 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.15646

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.15646

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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