Une nouvelle vue de la couronne solaire
Le coronographe ASPIICS, développé sous la direction de la Belgique et embarqué à bord de la mission Proba-3 de l’ESA, révèle un lieu de naissance dynamique du vent solaire
Les observations réalisées par le coronographe ASPIICS à bord de la mission Proba-3 de l’ESA révèlent un monde d’activité à petite échelle dans la couronne interne du Soleil, selon une nouvelle étude menée par l’Observatoire royal de Belgique. Ces observations suggèrent que la région où se forme le vent solaire est remplie de structures constamment en mouvement qui pourraient contribuer à propulser le vent solaire lui-même.
L’atmosphère étendue du Soleil, la couronne solaire, est un univers d’extrêmes. Les températures y dépassent le million de degrés – bien plus chaudes que la surface solaire – et de cet endroit s’échappe un flux supersonique continu de plasma (gaz chargé électriquement) connu sous le nom de vent solaire. La composante lente de ce vent, le vent solaire lent, est particulièrement énigmatique : sa vitesse, sa densité et sa composition varient fortement, et son origine exacte dans la couronne interne fait l’objet de débats depuis des décennies.
Cette image a été enregistrée le 16 juillet 2025. À cette époque, le Soleil se trouvait à son maximum solaire, la période la plus active du cycle solaire de 11 ans. Cela signifiait que les grands jets transportant le vent solaire pouvaient s’étendre dans toutes les directions. Au fur et à mesure que l’activité solaire ralentira au cours des prochaines années et que le champ magnétique solaire deviendra moins chaotique, les grands jets proviendront principalement de la région proche de l’équateur solaire. La partie jaune (colorée artificiellement) de l’image montre le Soleil en lumière ultraviolette, enregistrée par le télescope SWAP à bord du satellite Proba-2 de l’ESA. L’image verte qui l’entoure a été capturée en lumière visible par le coronographe ASPIICS à bord de Proba-3 de l’ESA. Crédit : ESA/Proba-3/ASPIICS & ESA/Proba-2/SWAP, A. Zhukov (ROB).
L’observation de la partie interne de la couronne solaire a longtemps été difficile. Les télescopes qui observent le Soleil et sa couronne basse en rayons X et en ultraviolet extrême ne peuvent généralement pas voir assez loin du Soleil, tandis que les coronographes traditionnels – instruments qui masquent le disque solaire brillant pour révéler la couronne faiblement lumineuse – observent généralement la partie de la couronne plus éloignée du Soleil. Il en résulte une lacune d’observation précisément là où l’on pense que le vent solaire lent se forme.
La mission Proba-3 de l’Agence spatiale européenne (ESA), lancée en décembre 2024, utilise une technique unique pour combler cette lacune : deux engins spatiaux volant en formation avec une précision millimétrique, à 144 mètres l’un de l’autre. L’un des satellites est équipé d’un disque qui masque la surface lumineuse du Soleil, tandis que l’autre abrite un télescope. Ensemble, ils forment un coronographe géant qui crée à la demande des éclipses solaires totales artificielles dans l’espace, permettant aux scientifiques d’observer la couronne faiblement lumineuse dans des régions très proches du Soleil pendant plusieurs heures d’affilée. L’instrument principal de la mission, le coronographe ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun), comble efficacement le fossé observationnel entre les télescopes solaires à ultraviolet extrême et les coronographes traditionnels.
Visionnez la vidéo. La partie jaune (colorée artificiellement) de la vidéo montre le Soleil en lumière ultraviolette, enregistrée par le télescope SWAP à bord du satellite Proba-2 de l’ESA. La zone en tons de gris qui l’entoure est basée sur des données capturées en lumière visible par le coronographe ASPIICS de Proba-3. Ces données sont traitées pour améliorer le contraste. On peut voir des flux de vent solaire s’éloigner du Soleil dans toutes les directions. Dans certaines régions, en particulier vers le bas de la vidéo, on observe également de la matière retomber vers le Soleil. Dans la seconde moitié de la vidéo, une éjection coronale de masse s’étend vers la droite. Crédit : ESA/Proba-3/ASPIICS & ESA/Proba-2/SWAP (ROB), A. Debrabandere (ROB).
Dans une nouvelle étude menée par l’Observatoire royal de Belgique et publiée dans Astrophysical Journal Letters, des chercheurs présentent les premiers résultats scientifiques obtenus par Proba-3/ASPIICS. « Les observations révèlent que la région d’où provient le vent solaire lent est peuplée d’événements dynamiques de petite échelle : de minuscules structures de plasma, faiblement lumineuses et en évolution rapide, s’écoulant vers l’extérieur, mais parfois aussi vers l’intérieur, à travers la couronne », explique Andrei Zhukov, chercheur principal d’ASPIICS et premier auteur de l’étude. Ces mouvements indiquent que la couronne solaire est bien plus dynamique à petite échelle qu’on ne l’avait observé auparavant. Ces dynamiques pourraient être liées à la reconnexion magnétique, c’est-à-dire le réarrangement des champs magnétiques susceptible de chauffer et d’accélérer le plasma. Le suivi de ces minuscules structures fournit de nouveaux indices sur la formation du vent solaire lent et sur la manière dont le Soleil libère de la masse et de l’énergie dans l’espace interplanétaire.
Proba-3 est une mission de l’ESA impliquant des partenaires scientifiques et industriels à travers l’Europe. La Belgique joue un rôle central dans les aspects technologiques et scientifiques de la mission :
- Redwire, à Kruibeke, a fourni l’avionique des satellites, ainsi que les services d’assemblage, d’essais et de mise en service.
- Le Centre Spatial de Liège a dirigé la conception, l’assemblage et les essais du télescope ASPIICS, et a joué le rôle de maître d’œuvre industriel, coordonnant un vaste consortium européen chargé de la construction de l’instrument.
- L’Observatoire royal de Belgique dirige les recherches scientifiques, notamment l’équipe du chercheur principal chargé de l’instrument et les opérations scientifiques de la mission.
Le satellite Proba-3 est exploité depuis le Centre européen de sécurité et d’éducation spatiales de l’ESA, situé à Redu. Cette forte implication belge témoigne de plusieurs décennies d’expertise en physique solaire et en développement de matériel spatial.
Ces premiers résultats ne marquent que le début de l’exploration de la couronne solaire par Proba-3. « Depuis le début de sa mission nominale en juillet 2025, Proba-3/ASPIICS a acquis plus de 250 heures de données, ce qui équivaut à la durée de milliers d’éclipses solaires totales naturelles observées depuis le sol », explique Andrei Zhukov. Les scientifiques s’attendent à ce que Proba-3 révèle encore davantage de détails sur les processus fondamentaux de la couronne, tels que la formation du vent solaire et le mécanisme par lequel les éruptions magnétiques, connues sous le nom d’éjections coronales de masse, sont projetées depuis le Soleil.
La contribution belge à Proba-3 est soutenue par les programmes GSTP et PRODEX de l’ESA, par le Bureau fédéral belge de la politique scientifique (BELSPO) et par le Centre d’excellence Soleil-Terre (Solar-Terrestrial Centre of Excellence en anglais).
Publication de l’ESA : https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/First_Proba-3_science_surprisingly_speedy_solar_wind