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# Physique # Astrophysique solaire et stellaire # Phénomènes astrophysiques à haute énergie # Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique

Les secrets des éruptions solaires révélés

De nouvelles techniques aident les scientifiques à capturer des détails de l'éruption solaire jamais vus auparavant.

Hannah Collier, Laura A. Hayes, Stefan Purkhart, Säm Krucker, Daniel F. Ryan, Vanessa Polito, Astrid M. Veronig, Louise K. Harra, David Berghmans, Emil Kraaikamp, Marie Dominique, Laurent R. Dolla, Cis Verbeeck

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Les Éruptions solaires, c'est comme des feux d'artifice qui se produisent sur le Soleil, mais au lieu de couleurs éclatantes dans le ciel, elles libèrent une énorme quantité d'énergie et de particules dans l'espace. Ces éruptions peuvent affecter les satellites, les astronautes et même les réseaux électriques sur Terre. Comprendre comment ces éruptions fonctionnent est super important pour que tout roule.

Qu'est-ce que les éruptions solaires ?

Les éruptions solaires sont des éclats soudains d'énergie causés par le champ magnétique du Soleil qui s'emmêle et qui se remet subitement en place. Cette Libération d'énergie peut accélérer des particules à des vitesses élevées et créer des émissions intenses sur le spectre, y compris la lumière ultraviolette (UV) et les rayons X.

Imagine le Soleil comme une énorme boule d'énergie ; quand il devient trop excité, il lâche une éruption, envoyant de la matière foncer dans l'espace. Ces éruptions viennent en différentes tailles, les plus grosses étant étiquetées comme des éruptions de classe X. Les plus petites sont connues sous le nom d'éruptions de classe C ou M.

Pourquoi les observations actuelles comptent

Traditionnellement, les scientifiques s'appuyaient sur des instruments qui prennent des images avec de longues expositions. Ces longues expositions sont utiles mais peuvent causer des problèmes. Quand une éruption brillante se produit, les instruments peuvent être submergés par trop de lumière. Cette saturation signifie qu'on perd des détails importants dans les images, comme les structures fines de l'éruption.

Pour remédier à ça, de nouveaux instruments utilisent des techniques d'exposition courte. En prenant des images rapidement, ils peuvent capturer l'activité de l'éruption sans être éblouis par la brillance.

L'Orbiteur Solaire et son rôle

Pour mieux étudier ces éruptions solaires, l'Orbiteur Solaire a été lancé. Ce vaisseau spatial s'approche pas mal du Soleil, ce qui lui permet de récolter plein d'infos. Il a plusieurs instruments à bord, dont un appelé Imager en Ultraviolet Extrême (EUI). Cet instrument peut prendre différentes images à divers temps d'exposition, offrant aux scientifiques une vue plus claire de ce qui se passe pendant une éruption solaire.

L'Orbiteur Solaire voyage en orbite elliptique autour du Soleil, passant même du temps du côté opposé où on ne peut pas le voir depuis la Terre. C'est là que la technique d'exposition courte devient super utile car elle permet de capturer des images d'éruptions qu'on ne verrait autrement pas.

Comment fonctionnent les observations à exposition courte

Pour expliquer comment fonctionnent les observations à exposition courte, pense à ça comme prendre des photos à une fête. Si tu utilises une longue exposition, tu risques d'avoir une image floue parce que tout le monde bouge. Mais, si tu prends des clichés rapides, tu peux capturer les meilleurs mouvements de tout le monde sans flou.

Dans le cas de l'Orbiteur Solaire, les images sont prises très rapidement - parfois en aussi peu que 0,2 seconde. Avant chaque image normale, une petite photo « factice » réinitialise les capteurs, permettant à l'image suivante d'être aussi claire que possible. Comme ça, les détails les plus brillants pendant une éruption ne se transforment pas juste en une tache blanche.

Les données collectées jusqu'ici

Depuis le début de ces observations, plus de 9 000 éruptions ont été enregistrées, permettant aux scientifiques de voir comment elles évoluent dans le temps. Les images à exposition courte révèlent de minuscules structures à l'intérieur des éruptions que les images à longue exposition manquent. C'est comme un coffre au trésor d'infos cachées qui attendent d'être explorées.

Études de cas notables

STX2023-07-16T04:32 : La grosse

Une des plus grandes éruptions enregistrées a été observée le 16 juillet 2023. Elle était tellement puissante qu'elle a été classée comme une éruption X9. Comme l'Orbiteur Solaire était positionné à un angle unique, cette éruption n'était pas visible depuis la Terre. Cependant, les images à exposition courte ont révélé des changements rapides dans la brillance de l'éruption, montrant qu'il y avait des éclats d'énergie.

Les images ont capturé les bandes flamboyantes, qui sont les chemins lumineux empruntés par l'énergie. C'est un peu comme voir les étincelles jaillir d'un feu d'artifice - chaque scintillement nous apprend quelque chose de différent sur la libération d'énergie. En comparant les images à exposition courte avec d'autres données, les scientifiques peuvent en apprendre beaucoup sur comment l'énergie est déplacée et stockée pendant ces événements.

STX2022-11-13T06:18 : Un show standard

Une autre éruption a eu lieu le 13 novembre 2022, et a été classée comme une éruption C1.4. Cette éruption était intéressante parce qu'elle a été observée non seulement par l'Orbiteur Solaire mais aussi par des instruments sur Terre. Ça a permis une comparaison de données vraiment chouette.

Les images ont montré comment différentes parties de l'éruption s'allumaient à différents moments, révélant les soi-disant « points d'impact », qui sont là où l'énergie touche d'abord la surface solaire. Les scientifiques ont pu voir comment l'éruption évoluait, confirmant qu'elle suivait un schéma typique de libération d'énergie.

STX2023-04-22T22:21 : Filament en éruption

Le 22 avril 2023, une autre éruption a été observée qui suggérait quelque chose de dramatique : le potentiel d'un filament en éruption. Cette éruption était de classe inférieure (M1) mais offrait quand même des aperçus précieux car elle était complètement hors de vue de la Terre.

Les images à exposition courte ont montré plusieurs points brillants qui correspondaient à des endroits où l'énergie était libérée. Cela s'aligne sur l'idée que des électrons étaient déplacés le long d'une structure dans l'atmosphère solaire, ce qui peut mener à d'autres éruptions ou même à plus d'éruptions solaires.

Conclusion : L'importance des observations à exposition courte

Ces nouvelles observations à exposition courte ont ouvert une toute nouvelle compréhension des éruptions solaires. Elles permettent aux scientifiques de regarder les détails fins qui étaient auparavant manqués, aidant à clarifier les processus impliqués dans ces événements puissants.

Comme avoir une caméra super rapide à une fête t'aide à capturer tous les meilleurs moments, ces nouvelles techniques aident les scientifiques à avoir une vision plus claire de l'activité solaire. Avec des capacités d'imagerie plus sophistiquées sur le chemin, l'avenir promet encore plus de découvertes sur les mystères du Soleil.

Donc, la prochaine fois que tu admires les belles Aurores Boréales ou que ton GPS prend un détour, souviens-toi qu'il y a tout un univers d'activité juste au-dessus de nos têtes, et les scientifiques bossent dur pour tout déchiffrer.

Source originale

Titre: Solar flares in the Solar Orbiter era: Short-exposure EUI/FSI observations of STIX flares

Résumé: Aims: This paper aims to demonstrate the importance of short-exposure extreme ultraviolet (EUV) observations of solar flares in the study of particle acceleration, heating and energy partition in flares. This work highlights the observations now available from the Extreme Ultraviolet Imager (EUI) instrument suite on board Solar Orbiter while operating in short-exposure mode. Methods: A selection of noteworthy flares observed simultaneously by the Spectrometer Telescope for Imaging X-rays (STIX) and the Full Sun Imager of EUI (EUI/FSI) are detailed. New insights are highlighted and potential avenues of investigation are demonstrated, including forward-modelling the atmospheric response to a non-thermal beam of electrons using the RADYN 1D hydrodynamic code, in order to compare the predicted and observed EUV emission. Results: The examples given in this work demonstrate that short-exposure EUI/FSI observations are providing important diagnostics during flares. A dataset of more than 9000 flares observed by STIX (from November 2022 until December 2023) with at least one short-exposure EUI/FSI 174 \r{A} image is currently available. The observations reveal that the brightest parts of short-exposure observations consist of substructure in flaring ribbons that spatially overlap with the hard X-ray emission observed by STIX in the majority of cases. We show that these observations provide an opportunity to further constrain the electron energy flux required for flare modelling, among other potential applications.

Auteurs: Hannah Collier, Laura A. Hayes, Stefan Purkhart, Säm Krucker, Daniel F. Ryan, Vanessa Polito, Astrid M. Veronig, Louise K. Harra, David Berghmans, Emil Kraaikamp, Marie Dominique, Laurent R. Dolla, Cis Verbeeck

Dernière mise à jour: 2024-11-19 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.09319

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.09319

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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