Aperçus de l'éclipse solaire totale de 2019

Le 2 juillet 2019, une éclipse solaire totale s'est produite, offrant une occasion unique d'étudier la couronne du Soleil, la couche externe de l'atmosphère solaire. Cette région est cruciale pour comprendre les processus physiques qui régissent l'activité solaire et son impact sur la météo spatiale. Pendant cette éclipse, les chercheurs ont cherché à recueillir des données sur la température de la couronne, notamment dans des zones appelées Trous coronaux et streamers. Cet article discute des méthodes utilisées pour analyser les données de l'éclipse et présente les résultats sur la Distribution de la température dans la couronne.

#La Couronne Solaire

La couronne solaire est l'atmosphère externe du Soleil, qui s'étend sur des millions de kilomètres dans l'espace. Elle est beaucoup plus chaude que la surface du Soleil, avec des températures qui peuvent atteindre plusieurs millions de degrés Celsius. Comprendre la température et la structure de la couronne est essentiel pour expliquer comment l'activité solaire se produit. Il existe différentes caractéristiques dans la couronne, y compris les trous coronaux, qui sont des zones de température et de densité plus faibles, et les streamers, qui sont des régions de densité et de température plus élevées.

#Observations Pendant l'Éclipse

L'éclipse solaire totale a permis aux scientifiques d'observer la couronne d'une manière qui n'est pas normalement possible. Pendant l'éclipse, la Lune bloque la lumière brillante du Soleil, rendant la couronne visible. Les chercheurs ont utilisé des télescopes spécialisés pour recueillir des données sur des lignes spécifiques de lumière émises par des ions de fer dans la couronne. Ces observations se sont concentrées sur les lignes d'émission de trois ions de fer : [Fe x], [Fe xi], et [Fe xiv]. Ces lignes fournissent des informations sur la température dans la couronne.

#Importance des Mesures de Température

Mesurer la température dans la couronne est crucial pour comprendre les processus de chauffage qui se produisent dans cette région. La température peut varier considérablement entre différentes structures de la couronne. Par exemple, les trous coronaux sont généralement plus frais, tandis que les streamers peuvent être significativement plus chauds. En analysant la distribution de la température, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur les mécanismes physiques en jeu dans la couronne et leur influence potentielle sur la météo spatiale.

#Méthode de Mesure d'Émission Différentielle (DEM)

Pour déduire la distribution de la température, les chercheurs ont utilisé une méthode appelée inversion de Mesure d'Émission Différentielle (DEM). Cette technique consiste à analyser la brillance des lignes d'émission observées et à l'utiliser pour calculer la distribution de température du plasma le long de la ligne de visée. Les méthodes DEM traditionnelles reposent principalement sur des lignes d'émission excitées par des collisions, généralement trouvées dans les observations de rayons X et ultraviolets extrêmes (EUV). Cependant, ces lignes sont difficiles à observer à de plus grandes distances du Soleil.

#Mesure d'Émission Différentielle Radiative (R-DEM)

Dans cette étude, les chercheurs ont introduit une nouvelle méthode appelée Mesure d'Émission Différentielle Radiative (R-DEM). Contrairement aux DEM traditionnels qui dépendent de l'excitation par collision, la R-DEM se concentre sur les lignes d'émission qui sont excitées radiativement par la lumière du Soleil. Cette méthode permet de meilleures mesures de température à plus grande distance du Soleil, où les méthodes traditionnelles rencontrent des difficultés. En utilisant la R-DEM, les chercheurs ont pu analyser les lignes d'émission visibles et infrarouges capturées pendant l'éclipse.

#Collecte de Données Pendant l'Éclipse

La collecte de données pendant l'éclipse impliquait de capturer la brillance des lignes [Fe x], [Fe xi], et [Fe xiv]. Ces lignes ont été mesurées à différentes distances hélioprojectives-à quelle distance elles se trouvaient du Soleil-et les données de brillance ont été utilisées pour inférer la température dans la couronne. Les chercheurs ont également utilisé une technique pour isoler les contributions de l'excitation collusionnelle afin d'améliorer la précision de leurs mesures.

#Résultats de la Distribution de Température

Les résultats montrent que la température dans la couronne varie en fonction de l'emplacement. Dans les trous coronaux, les températures déduites variaient d'environ 1,1 à 1,4 million Kelvin (MK). En revanche, les streamers présentaient des températures plus élevées, allant d'environ 1,4 à 1,65 MK. La distribution de température suggérait que la couronne tend à afficher un comportement presque isotherme-où la température reste relativement constante-au-delà d'une distance hélioprojective de 1,4 rayons solaires.

#Comparaison avec des Modèles

Comparer les résultats de R-DEM avec les prédictions d'un modèle Magnétohydrodynamique (MHD) a montré l'efficacité de la nouvelle méthode de mesure de température. Les résultats du modèle montraient des distributions de température similaires, mais les données réelles obtenues lors de l'éclipse offraient des aperçus uniques que le modèle seul ne pouvait pas fournir. En conséquence, les observations de l'éclipse ont validé la technique R-DEM.

#Implications pour la Physique Solaire

Ces résultats ont d'importantes implications pour le domaine de la physique solaire. Comprendre la distribution de la température dans la couronne aide les scientifiques à obtenir des informations sur l'activité solaire, y compris les éruptions solaires et les éjections de masse coronale (CMEs). De tels événements peuvent avoir des effets significatifs sur la météo spatiale de la Terre. La capacité à mesurer et modéliser avec précision la distribution de température améliore les prévisions de ces phénomènes solaires.

#Directions de Recherche Futures

À l'avenir, les chercheurs visent à étendre l'application de la méthode R-DEM au-delà des observations d'éclipse. L'objectif est d'incorporer plus de lignes d'émission pour améliorer la résolution de température. D'autres études pourraient examiner la couronne pendant différentes phases du cycle solaire pour observer les variations de la distribution de température, notamment pendant les périodes de maximum solaire lorsque l'activité solaire atteint son sommet.

#Conclusion

L'analyse des données collectées pendant l'éclipse solaire totale de 2019 fournit des informations précieuses sur la distribution de température de la couronne solaire. L'introduction de la méthode de Mesure d'Émission Différentielle Radiative offre un nouvel outil pour mesurer des températures à des distances hélioprojectives plus grandes. Ces résultats améliorent notre compréhension des phénomènes solaires et contribuent au domaine plus large de l'astrophysique, en particulier en relation avec la météo solaire et ses effets sur la Terre.

La méthode R-DEM pourrait jouer un rôle crucial dans les futures recherches, permettant aux scientifiques d'explorer plus en profondeur les complexités de l'atmosphère solaire. À mesure que la technologie progresse et que d'autres observations sont réalisées, notre compréhension du Soleil continuera de croître, offrant d'excitantes opportunités d'en apprendre davantage sur notre étoile la plus proche.