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Nouvelles infos sur les éjections de masse coronale près de Mercure

Des observations récentes ont révélé des détails sur les éruptions solaires qui affectent l'environnement de Mercure.

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Les éruptions solaires, en particulier les Éjections de masse coronale (EMC), sont d'énormes libérations de plasma et de champs magnétiques du Soleil. Ces événements peuvent avoir des effets significatifs sur la météo spatiale et influencer les planètes, y compris Mercure. Récemment, deux sondes spatiales, BepiColombo et Parker Solar Probe, ont observé une EMC notable alors qu'elles se trouvaient près de l'orbite de Mercure. Cet article vise à éclairer les caractéristiques et le comportement de cette EMC en fonction des données collectées par ces deux sondes.

Que s’est-il passé le 15 février 2022 ?

Le 15 février 2022, un grand événement solaire a été détecté. Une éruption de filament importante s'est produite sur le limbe est du Soleil, confirmée par des observations depuis la Terre et d'autres sondes spatiales. Cette éruption a été suivie par une EMC se déplaçant rapidement à une vitesse de 2200 kilomètres par seconde. L’EMC était dirigée vers les trajectoires de BepiColombo et Parker Solar Probe, qui étaient relativement proches l’une de l’autre à ce moment-là.

Les deux sondes étaient à environ 0,03 unités astronomiques l'une de l'autre, ce qui a permis de recueillir des données détaillées sur la structure de l’EMC alors qu'elle se dirigeait vers Mercure. Cet événement a marqué la première fois que des chercheurs pouvaient étudier la structure à l'échelle mésoscopique d'une EMC à l'orbite de Mercure, fournissant des informations précieuses sur ses caractéristiques.

Qu'est-ce que les éjections de masse coronale (EMC) ?

Les EMC font partie des phénomènes les plus énergétiques de notre système solaire. Elles se composent d'énormes nuages de plasma chaud et de champs magnétiques qui éruptent du Soleil et voyagent dans l'espace. Au fur et à mesure que les EMC se déplacent dans le système solaire, elles subissent divers changements tels que la déviation, la rotation et l'interaction avec le Vent Solaire, qui est le flux de particules chargées libérées par le Soleil.

En atteignant 1 unité astronomique (UA) du Soleil (la distance moyenne entre la Terre et le Soleil), les EMC peuvent s'étendre considérablement, atteignant environ 0,3 UA de taille. À ce moment-là, elles ont peut-être perdu leur structure et leur cohérence d'origine. Différents processus peuvent modifier les propriétés des EMC au cours de leur voyage, affectant des aspects comme leur intensité et leur impact potentiel sur les planètes.

L'importance d’étudier les EMC

Comprendre les EMC est crucial en raison de leurs effets potentiels sur la météo spatiale, qui peut influencer les opérations des satellites, les communications et même les réseaux électriques sur Terre. Pour Mercure, connaître la structure et le comportement des EMC est essentiel en raison de sa proximité avec le Soleil et du manque d'un champ magnétique protecteur comme celui de la Terre.

Pour analyser les EMC de manière plus efficace, les scientifiques ont cherché à utiliser plusieurs sondes spatiales stationnées à divers endroits pour recueillir des données. Cette approche peut offrir une vue plus complète de la structure de l’EMC et de ses changements lors de son voyage dans l'espace.

Observations de BepiColombo et Parker Solar Probe

L'événement du 15 février était unique car il a permis des observations simultanées de deux sondes, BepiColombo et Parker Solar Probe. Les distances relatives de ces sondes, ainsi que leur positionnement près du Soleil, ont offert une occasion rare d'étudier la même EMC sous deux angles différents.

Suivi du chemin de l'EMC

L'éruption a d'abord été observée à des longueurs d'onde ultraviolettes extrêmes, ce qui a permis aux scientifiques de déterminer sa taille et sa vitesse. L’EMC dirigée vers les deux sondes est arrivée à Parker en premier, suivie de BepiColombo. La légère différence de temps d'arrivée à chaque sonde a donné aux chercheurs un aperçu de l'évolution de l’EMC lors de son voyage dans l'espace.

Caractéristiques clés de l'EMC

Les mesures in situ de l’EMC ont révélé plusieurs caractéristiques, comme :

  1. Choc interplanétaire : C'est une frontière formée lorsque l’EMC se déplace à travers le vent solaire. Les deux sondes ont détecté le choc, mais les mesures ont légèrement varié en raison de leurs positions.

  2. Région de gaine : Entre le choc et les éjectas magnétiques, une zone turbulente a été observée où les champs magnétiques fluctuaient considérablement. La durée et les caractéristiques de cette région étaient plus longues que prévu en fonction des données historiques pour l'orbite de Mercure.

  3. Ejectas magnétiques : C'est la partie de l’EMC qui transporte les champs magnétiques. Les mesures des deux sondes ont indiqué des caractéristiques différentes, Parker détectant plus de fluctuations par rapport à BepiColombo.

Analyse détaillée de la structure de l’EMC

Malgré la proximité des deux sondes, les données obtenues ont montré des différences notables, reflétant la complexité de l'évolution des EMC. Chaque sonde a détecté des caractéristiques dans l’EMC qui ont mis en évidence ses changements physiques pendant sa propagation.

Analyse du choc interplanétaire

Le choc interplanétaire représente la première grande caractéristique produite par l’EMC. Les deux sondes ont noté des rapports de compression similaires, indiquant qu'un choc fort s'était formé. Cependant, les méthodes utilisées pour analyser ce choc ont produit des résultats différents entre les deux sondes, montrant des divergences dans leurs calculs.

Cette différence pourrait suggérer que les sondes ont rencontré le choc à des points distincts et dans des conditions variées, ce qui n'est pas rare dans les EMC.

Caractéristiques de la région de gaine

Ensuite, les chercheurs se sont concentrés sur la région de gaine, où des champs magnétiques variés sont détectés. Cette région a généralement les plus fortes fluctuations des champs magnétiques en raison de la turbulence présente après un choc provoqué par une EMC.

Les mesures ont indiqué que, bien que les deux sondes aient montré des comportements similaires des champs magnétiques, les détails de ces fluctuations variaient. La présence de structures magnétiques planes a été notée dans les deux gaines, qui se forment généralement en raison de la compression due au choc.

Observations des ejectas magnétiques

Après la région de gaine, les scientifiques ont examiné les ejectas magnétiques, qui consistent en les champs magnétiques de l’EMC. À Parker, les ejectas affichaient une structure en deux parties : un nuage magnétique avant et une région arrière avec plus de fluctuations, indiquant des événements de reconnection.

En utilisant différents modèles pour analyser les données des champs magnétiques, les chercheurs ont découvert des variations dans la structure et l'orientation des champs magnétiques à Bepi et Parker. Cela a fourni des aperçus sur les complexités du comportement des EMC et comment les différentes sondes peuvent donner des interprétations différentes du même événement.

Conclusion

Les observations de BepiColombo et Parker Solar Probe pendant l’EMC du 15 février 2022 fournissent de nouvelles informations sur la nature des éruptions solaires près de Mercure. Les mesures simultanées ont mis en évidence à la fois des similitudes et des différences clés dans la structure de l’EMC, soulignant les dynamiques complexes en jeu dans les interactions du vent solaire avec les environnements planétaires.

Comprendre ces phénomènes est crucial pour prédire et atténuer les impacts de la météo spatiale sur la Terre et d'autres corps célestes. Les résultats de cette observation unique soulignent la nécessité de poursuivre la recherche sur les structures mésoscopiques des EMC en utilisant plusieurs sondes pour améliorer notre connaissance de l'activité solaire et de ses effets dans notre système solaire.

Source originale

Titre: On the Mesoscale Structure of CMEs at Mercury's Orbit: BepiColombo and Parker Solar Probe Observations

Résumé: On 2022 February 15, an impressive filament eruption was observed off the solar eastern limb from three remote-sensing viewpoints, namely Earth, STEREO-A, and Solar Orbiter. In addition to representing the most-distant observed filament at extreme ultraviolet wavelengths -- captured by Solar Orbiter's field of view extending to above 6 $R_{\odot}$ -- this event was also associated with the release of a fast ($\sim$2200 km$\cdot$s$^{-1}$) coronal mass ejection (CME) that was directed towards BepiColombo and Parker Solar Probe. These two probes were separated by 2$^{\circ}$ in latitude, 4$^{\circ}$ in longitude, and 0.03 au in radial distance around the time of the CME-driven shock arrival in situ. The relative proximity of the two probes to each other and to the Sun ($\sim$0.35 au) allows us to study the mesoscale structure of CMEs at Mercury's orbit for the first time. We analyse similarities and differences in the main CME-related structures measured at the two locations, namely the interplanetary shock, the sheath region, and the magnetic ejecta. We find that, despite the separation between the two spacecraft being well within the typical uncertainties associated with determination of CME geometric parameters from remote-sensing observations, the two sets of in-situ measurements display some profound differences that make understanding of the overall 3D CME structure particularly challenging. Finally, we discuss our findings within the context of space weather at Mercury's distances and in terms of the need to investigate solar transients via spacecraft constellations with small separations, which has been gaining significant attention during recent years.

Auteurs: Erika Palmerio, Fernando Carcaboso, Leng Ying Khoo, Tarik M. Salman, Beatriz Sánchez-Cano, Benjamin J. Lynch, Yeimy J. Rivera, Sanchita Pal, Teresa Nieves-Chinchilla, Andreas J. Weiss, David Lario, Johannes Z. D. Mieth, Daniel Heyner, Michael L. Stevens, Orlando M. Romeo, Andrei N. Zhukov, Luciano Rodriguez, Christina O. Lee, Christina M. S. Cohen, Laura Rodríguez-García, Phyllis L. Whittlesey, Nina Dresing, Philipp Oleynik, Immanuel C. Jebaraj, David Fischer, Daniel Schmid, Ingo Richter, Hans-Ulrich Auster, Federico Fraschetti, Marilena Mierla

Dernière mise à jour: 2024-01-03 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2401.01875

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.01875

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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