Nouvelles découvertes sur le champ magnétique du Soleil

Le Soleil a un champ magnétique qui peut être mesuré et analysé. Les scientifiques étudient ce champ magnétique pour comprendre son comportement et ses effets sur le système solaire. Une mesure du champ magnétique du Soleil s'appelle le Champ Magnétique Solaire Moyen (CMSM). Cette valeur représente la force moyenne du champ magnétique que nous pouvons voir depuis la Terre.

La plupart des recherches sur le CMSM se sont concentrées sur la Photosphère, qui est la couche du Soleil que l'on peut voir. Cependant, cette étude examine les mesures de la Chromosphère, qui est la couche au-dessus de la photosphère. En combinant les données des deux couches, on cherche à mieux comprendre comment fonctionne le champ magnétique du Soleil.

#Champ Magnétique Solaire Moyen

Le CMSM est obtenu en moyennant le composant en ligne de vue du champ magnétique de toute la surface visible du Soleil. Des études précédentes ont trouvé le CMSM à la photosphère, mais il y a moins d'infos sur la chromosphère. Cette recherche vise à combler cette lacune en calculant le CMSM des deux couches.

Les données pour cette étude proviennent d'un instrument spécial appelé les Investigations Optiques Synoptiques à Long Terme du Soleil (SOLIS)/Vector Spectromagnetograph (VSM). Il a recueilli des disques complets de Magnétogrammes à deux longueurs d'onde spécifiques. Ces magnétogrammes nous permettent d'analyser les champs magnétiques à la photosphère et à la chromosphère sur une période de 2010 à 2017.

#Résultats sur le CMSM Chromosphérique

Cette recherche montre que le CMSM mesuré dans la chromosphère est environ 60% plus faible que celui mesuré dans la photosphère supérieure. Malgré cette différence, la relation entre les deux mesures est forte, ce qui indique que les changements dans un champ sont probablement reflétés dans l'autre.

Les résultats soutiennent l'idée que le CMSM dans la chromosphère contribue au champ magnétique trouvé dans l'espace, connu sous le nom de Champ Magnétique Interplanétaire (CMI).

#Contexte Historique

L'étude du champ magnétique du Soleil a une longue histoire. George Ellery Hale a été le premier à observer ces champs magnétiques. Depuis, de nombreux scientifiques ont travaillé pour comprendre comment ce champ magnétique se comporte et ses effets sur le système solaire.

Les recherches ont montré que le CMSM ne varie pas beaucoup dans le temps. Il a un schéma régulier avec une périodicité notable d'environ 27 jours. Les mesures ont révélé que le CMSM peut varier entre environ 0,2 gauss pendant les périodes de faible activité solaire et 2 gauss pendant les périodes de forte activité solaire.

#Origines du CMSM

Il reste une certaine incertitude sur l'origine du CMSM. Certains scientifiques pensent que cela pourrait faire partie d'un champ magnétique qui était présent lors de la formation du Soleil. D'autres pensent que cela pourrait être causé par le mouvement des champs magnétiques à la surface du Soleil en raison de sa rotation.

Les recherches ont fourni diverses explications et données à l'appui des deux idées. C'est un sujet de recherche en cours.

#Sources de Données

Pour cette étude, nous avons utilisé des données collectées à partir du VSM, qui est connu pour ses observations de haute qualité du Soleil. Le VSM est hors ligne depuis fin 2017 pour des mises à niveau mais a précédemment fourni des informations précieuses sur le champ magnétique du Soleil.

Le VSM utilise différents modes pour capturer des données sur le champ magnétique. Les modes spécifiques utilisés dans cette étude sont conçus pour fournir des magnétogrammes à disque complet, ce qui signifie qu'ils mesurent toute la partie visible du Soleil.

#Analyse des Données

Pour obtenir des résultats précis, nous avons soigneusement sélectionné les données utilisées. Nous nous sommes concentrés sur les données prises dans une fenêtre de deux heures pour les observations 6302L et 8542L afin de garantir qu'elles soient comparables. Ce processus nous a permis d'analyser un nombre significatif d'observations tout en évitant les mauvaises données, qui peuvent être causées par divers problèmes lors de la collecte de données.

Les mauvaises données peuvent mener à des conclusions incorrectes, donc nous avons dû filtrer les magnétogrammes ayant des pixels manquants ou des artefacts. Une fois que nous avons sélectionné les données valides, nous avons moyenné la force du champ magnétique sur le disque solaire visible pour trouver les valeurs du CMSM.

#Comparaison des Résultats de Différents Instruments

L'étude a également comparé les valeurs de CMSM obtenues à partir de différents instruments. En examinant les données du VSM aux côtés d'autres sources comme l'Observatoire Solaire Wilcox (WSO) et l'Imager Hélio-sismique et Magnétique (HMI), nous avons pu confirmer l'exactitude de nos résultats.

Les résultats du VSM ont montré une bonne concordance avec les autres instruments, ce qui a suggéré que nos mesures du CMSM étaient précises et fiables. Il peut y avoir de petites différences en raison des différents instruments utilisés, mais les motifs globaux sont restés similaires.

#Variations Quotidiennes et Activité Solaire

L'analyse des variations quotidiennes des valeurs de CMSM sur la période d'étude a montré des motifs liés à l'activité solaire. Pendant les périodes de faible activité solaire, comme moins de taches solaires, les valeurs de CMSM semblaient se corréler plus fortement entre elles. En revanche, pendant les périodes de forte activité, les corrélations étaient quelque peu plus faibles.

Cela suggère une relation complexe entre l'activité solaire et le comportement du champ magnétique solaire. Cela soulève des questions sur la façon dont des facteurs externes ou des changements dans l'environnement solaire pourraient influencer ces mesures magnétiques.

#Le Rôle de la Chromosphère

Comprendre la chromosphère est essentiel pour saisir le tableau complet du champ magnétique du Soleil. La recherche a souligné comment le champ magnétique dans la chromosphère diffère de celui dans la photosphère. Le CMSM chromosphérique plus faible soutient l'idée qu'une grande partie du champ magnétique que nous mesurons dans l'espace provient des couches inférieures du Soleil.

Cette observation souligne à quel point les couches du Soleil sont dynamiques et interconnectées. Avec les preuves rassemblées, nous pouvons commencer à former une compréhension plus claire de la façon dont les champs magnétiques se déplacent du Soleil dans l'espace et des effets potentiels qu'ils peuvent avoir sur la Terre et d'autres planètes.

#Conclusion

L'étude indique l'importance de mesurer le champ magnétique solaire à travers différentes couches du Soleil. Le CMSM dans la chromosphère est plus faible que dans la photosphère, mais les deux valeurs sont étroitement liées et aident à informer notre compréhension du champ magnétique solaire plus large.

La recherche sur le champ magnétique solaire continue d'évoluer, avec des enquêtes en cours sur ses origines et les mécanismes qui régissent son comportement. Cette étude contribue des informations précieuses qui aideront à façonner notre compréhension de la dynamique solaire et de ses effets dans tout le système solaire.