Daniele Telloni, chercheur à l’Institut national italien d’astrophysique (INAF) de l’Observatoire astrophysique de Turin, fait partie de l’équipe derrière l’instrument Metis de Solar Orbiter. Metis est un coronographe qui bloque la lumière de la surface du Soleil et prend des photos de la couronne. C’est l’instrument parfait à utiliser pour les mesures à grande échelle et Daniele a donc commencé à chercher les moments où Parker Solar Probe s’alignerait.

Il a constaté qu’au 1er juin 2022, les deux engins spatiaux seraient presque dans la bonne configuration orbitale. Essentiellement, Solar Orbiter regarderait le Soleil et Parker Solar Probe serait juste sur le côté, terriblement proche mais juste hors du champ de vision de l’instrument Metis.

Alors que Daniele examinait le problème, il réalisa que pour que Parker Solar Probe soit visible, il suffirait d’un peu de gymnastique avec Solar Orbiter : un roulis de 45 degrés, puis une orientation légèrement éloignée du Soleil.

Mais lorsque chaque manœuvre d’une mission spatiale est soigneusement planifiée à l’avance et que les engins spatiaux sont eux-mêmes conçus pour pointer uniquement dans des directions très spécifiques, en particulier lorsqu’ils doivent faire face à la chaleur effrayante du Soleil, il n’était pas sûr que l’équipe d’exploitation des engins spatiaux autoriserait une telle une déviation. Cependant, une fois que tout le monde a compris les résultats scientifiques potentiels, la décision a été un « oui » sans équivoque.

Le roulis et le pointage décalé se sont poursuivis ; Parker Solar Probe est entré dans le champ de vision et, ensemble, le vaisseau spatial a produit les toutes premières mesures simultanées de la configuration à grande échelle de la couronne solaire et des propriétés microphysiques du plasma.

Impression d’artiste de Solar Orbiter et Parker Solar Probe « Ce travail est le résultat des contributions de très nombreuses personnes », explique Daniele, qui a dirigé l’analyse des ensembles de données. Ils ont réalisé la première estimation combinée observationnelle et in situ du taux de chauffage coronaire.« La possibilité d’utiliser à la fois Solar Orbiter et Parker Solar Probe a vraiment ouvert une toute nouvelle dimension à cette recherche », déclare Gary Zank, de l’Université d’Alabama à Huntsville, aux États-Unis, et co-auteur de l’article qui en a résulté. En comparant le taux nouvellement mesuré aux prédictions théoriques faites par les physiciens solaires au fil des ans, Daniele a montré que les physiciens solaires avaient presque certainement raison en identifiant la turbulence comme moyen de transfert d’énergie.

La manière spécifique dont les turbulences agissent n’est pas différente de celle lorsque vous remuez votre tasse de café du matin. En stimulant les mouvements aléatoires d’un fluide, qu’il s’agisse d’un gaz ou d’un liquide, l’énergie est transférée à des échelles toujours plus petites, ce qui aboutit à une transformation de l’énergie en chaleur. Dans le cas de la couronne solaire, le fluide est également magnétisé, de sorte que l’énergie magnétique stockée est également disponible pour être convertie en chaleur.

Un tel transfert d’énergie magnétique et de mouvement d’échelles plus grandes vers des échelles plus petites est l’essence même de la turbulence. Aux plus petites échelles, cela permet aux fluctuations d’interagir finalement avec des particules individuelles, principalement des protons, et de les réchauffer.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires avant de pouvoir dire que le problème du chauffage solaire est résolu, mais désormais, grâce aux travaux de Daniele, les physiciens solaires disposent de leur première mesure de ce processus.

« C’est une première scientifique. Ce travail représente une avancée significative dans la résolution du problème de l’échauffement coronaire », déclare Daniel Müller, scientifique du projet.