L'impact de l'activité solaire sur l'abondance des éléments dans la couronne

La couche extérieure du Soleil, appelée la couronne, est un truc super intéressant pour les scientifiques. Cette zone est pas seulement importante pour comprendre notre Soleil, mais elle donne aussi des infos sur d'autres étoiles dans l'univers. Une manière d'étudier le Soleil, c'est de regarder le lien entre les éléments dans sa couronne et une mesure spécifique de l'Activité Solaire connue sous le nom de flux radio F10.7.

L’indice F10.7 est une mesure quotidienne des émissions radio solaires à une fréquence de 2,8 GHz. Cet indice est enregistré depuis 1947 et est couramment utilisé pour suivre l'activité du Soleil au fil du temps. Les changements dans l'activité solaire affectent souvent les conditions dans l'atmosphère solaire, y compris comment des éléments comme le silicium et le soufre se trouvent dans la couronne par rapport à leurs niveaux dans la photosphère, qui est la surface visible du Soleil.

#Activité Solaire et Abondance Élémentaire

L'activité solaire varie au cours d'un cycle d'environ onze ans, avec des périodes d'activité faible et forte. Pendant les périodes d'activité élevée, des taches solaires apparaissent à la surface du Soleil. Les taches solaires sont des zones d'activité magnétique intense qui peuvent influencer la couronne environnante, affectant les éléments qui s'y trouvent.

Quand l'activité solaire est à son plus bas, les éléments dans la couronne maintiennent un équilibre assez similaire à ceux trouvés dans la photosphère. Cependant, à mesure que l'activité augmente, des différences dans les abondances de certains éléments, en particulier les éléments à faible potentiel d'ionisation (FIP), peuvent apparaître. Les éléments à faible FIP, comme le soufre, peuvent devenir plus abondants dans la couronne que dans la photosphère, entraînant des variations dans le biais FIP, qui mesure ces différences d'abondance.

#Étude de la Région Active AR 12759

Pour mieux comprendre le lien entre l'activité solaire et les Abondances élémentaires, une étude s'est concentrée sur une petite région active, désignée AR 12759. Cette région active a été observée avec plusieurs instruments pendant deux jours en avril 2020. Lors de la première observation, AR 12759 était relativement intacte avec une forte tache solaire, tandis que lors de la deuxième observation, la région avait commencé à se dégrader et aucune tache solaire distincte n'était restée.

AR 12759 a offert une occasion unique d'examiner comment les changements d'activité solaire affectaient la composition élémentaire dans la couronne, en regardant spécifiquement le lien entre le flux radio F10.7 et les changements dans les abondances d'éléments comme le silicium et le soufre.

#Techniques d'Observation

Pour examiner AR 12759, les chercheurs ont utilisé une combinaison de différents télescopes et instruments. Le satellite Hinode a fourni des images détaillées de la couronne solaire, tandis que le Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA) a capturé des émissions radio dans la plage de 2,8 GHz. Le Solar Dynamics Observatory (SDO) a fourni des données supplémentaires sur l'atmosphère solaire.

Ces instruments ont aidé les scientifiques à rassembler des images de la structure d'AR 12759 et des champs magnétiques qui l'entourent. En comparant les données de ces différentes sources, les chercheurs visaient à établir un lien clair entre les émissions radio et les abondances élémentaires dans la couronne.

#Résultats de l'Étude

Les données d'AR 12759 ont montré que la force du Champ Magnétique jouait un rôle important dans la façon dont les abondances élémentaires de la couronne variaient. Lors du premier jour d'observation, avec une forte tache solaire, les niveaux d'éléments à faible FIP étaient remarquablement plus élevés comparés au jour suivant, quand la région active était plus faible.

L'étude a trouvé une forte corrélation entre le flux radio F10.7 et les changements dans les abondances élémentaires, particulièrement pendant la phase plus active d'AR 12759. Quand la tache solaire était présente, des éléments comme le silicium montraient un biais FIP plus élevé, indiquant que les éléments à faible FIP étaient plus abondants dans la couronne que dans la photosphère.

Lors du deuxième jour d'observation, AR 12759 montrait une activité magnétique beaucoup plus faible, entraînant peu de variation dans les abondances élémentaires. À ce moment-là, les valeurs de biais FIP étaient nettement plus basses, suggérant qu'à mesure que l'activité solaire diminue, la différence d'abondance entre la couronne et la photosphère diminue aussi.

#Le Rôle des Champs Magnétiques

La force des champs magnétiques dans la région active était cruciale pour comprendre le lien entre l'activité solaire et les abondances élémentaires. De forts champs magnétiques sont souvent associés à une activité solaire accrue et peuvent influencer le comportement du plasma dans la couronne.

Pendant les périodes d'activité solaire faible, les champs magnétiques sont moins concentrés, permettant une distribution plus uniforme des abondances élémentaires. En revanche, pendant les périodes actives avec de forts champs magnétiques, certaines zones peuvent devenir enrichies en éléments à faible FIP tandis que d'autres peuvent voir une diminution de ces mêmes éléments.

Cette relation est essentielle pour comprendre les processus physiques qui gouvernent le comportement du Soleil et les conditions dans son atmosphère. Ça aide aussi à informer les modèles utilisés par les scientifiques pour étudier d'autres étoiles avec des conditions magnétiques et atmosphériques similaires.

#Implications pour la Recherche Stellaire

Les résultats de cette étude sur AR 12759 vont au-delà de notre Soleil. Beaucoup d'étoiles dans l'univers montrent des comportements similaires dans leurs champs magnétiques et compositions atmosphériques. Comprendre comment l'activité magnétique influence les abondances élémentaires dans la couronne peut aider les scientifiques à en apprendre plus sur l'évolution et le comportement des étoiles.

Les étoiles avec de faibles niveaux d'activité ont souvent des couronnes dominées par l'effet FIP, où les éléments à faible FIP sont plus abondants. Cela pourrait fournir des infos précieuses sur comment d'autres étoiles émettent de l'énergie et interagissent avec leur environnement.

#Directions de Recherche Futures

Bien que cette étude éclaire le lien entre l'activité solaire et les abondances élémentaires, il reste encore du chemin à faire. Les observations d'AR 12759 ont été réalisées pendant une période d'activité solaire faible, ce qui limite la compréhension de la façon dont ces dynamiques se déroulent pendant différentes phases du cycle solaire.

Pour obtenir une image complète, les scientifiques prévoient de mener d'autres observations de diverses régions actives tout au long du cycle solaire. Idéalement, ils observeraient des régions quand l'activité solaire est haute et basse pour rassembler un ensemble de données plus complet.

Les futures missions, comme le Solar Orbiter et les prochaines missions Solar-C, fourniront de nouveaux outils et techniques pour analyser l'atmosphère du Soleil. Ces missions amélioreront notre compréhension des relations entre l'activité solaire, les champs magnétiques et les abondances élémentaires.

#Conclusion

En résumé, l'étude de l'activité solaire et de son impact sur la couronne révèle des relations complexes qui sont cruciales pour comprendre à la fois notre Soleil et d'autres étoiles de l'univers. Les informations obtenues en enquêtant sur AR 12759 soulignent l'importance des champs magnétiques dans la composition élémentaire de l'atmosphère solaire.

Alors que les scientifiques continuent d'explorer ces dynamiques, ils vont percer les mystères du comportement stellaire, contribuant ainsi à notre compréhension plus large des phénomènes cosmiques. Via des observations et analyses minutieuses, les chercheurs construiront une image plus claire des processus complexes qui gouvernent le Soleil et son influence sur le système solaire.