Des images inédites du Soleil dévoilent des tourbillons cachés et percent un mystère vieux de 150 ans

La découverte : des instabilités de Kelvin-Helmholtz omniprésentes

Les images ont capturé des instabilités de Kelvin-Helmholtz (IKH) magnétisées et omniprésentes – un phénomène classique de dynamique des fluides où des couches de plasma adjacentes se déplaçant à des vitesses différentes créent des motifs tourbillonnaires et turbulents . Contrairement aux indices antérieurs, qui suggéraient la présence d'IKH dans des zones isolées de l'atmosphère solaire, ces vortex sont apparus sur l'ensemble du champ de vision, densément répartis sur la photosphère, aux limites des concentrations de flux magnétique . Leur taille varie d'environ 19 à 170 kilomètres de large .

Il s'agit de la première preuve observationnelle directe de l'instabilité de Kelvin-Helmholtz sur la photosphère solaire, confirmant une prédiction théorique formulée il y a longtemps . Les chercheurs ont comparé les images à des simulations magnétohydrodynamiques (MHD) à haute résolution, qui reproduisent le même comportement de franges à vortex et le même espacement, confirmant que ces motifs sont de véritables IKH et non des artefacts d'image .

Comment cela aide à résoudre le mystère du chauffage coronal

La surface du Soleil a une température d'environ 5 500 °C, mais son atmosphère externe – la couronne – atteint des millions de degrés Celsius. Pendant des décennies, ce « problème du chauffage coronal » a été l'une des plus grandes questions ouvertes de la physique solaire . Cette découverte apporte un nouveau mécanisme probant :

• Les vortex de Kelvin-Helmholtz agissent comme un système de transport d'énergie : ils tordent et étirent les lignes de champ magnétique dans la photosphère, convertissant l'énergie cinétique en énergie magnétique qui peut se propager vers le haut dans la couronne .
• Les simulations MHD, qui correspondent aux observations, montrent que ces instabilités omniprésentes injectent efficacement de l'énergie de la surface vers l'atmosphère sus-jacente, fournissant le chauffage continu nécessaire pour maintenir la couronne à des températures de l'ordre du million de degrés .
• Comme l'a souligné un chercheur de la NSF, l'équipe a découvert que la photosphère « grouille de ces minuscules tourbillons », qui, ensemble, représentent un processus caché qui alimente l'activité solaire et chauffe la couronne .

En résumé, la découverte identifie un mécanisme continu, auparavant invisible – de petits vortex IKH recouvrant l'ensemble de la surface solaire – qui peut expliquer l'énergie manquante nécessaire pour chauffer la couronne, résolvant potentiellement un mystère qui intrigue les scientifiques depuis des générations .