Depuis juillet 2025, les deux satellites Proba-3 de l’Agence spatiale européenne (ESA) ont déjà provoqué 57 éclipses solaires artificielles. À ce jour, la mission a permis de recueillir plus de 250 heures de vidéos haute résolution de la couronne solaire. Cela équivaut à environ 5 000 campagnes d’observation d’éclipses solaires totales menées sur Terre.
Mais les résultats scientifiques sont encore plus passionnants. Pour la première fois, nous pouvons suivre avec précision la façon dont la matière provenant du Soleil se déplace à travers la couronne interne, là où naît la météorologie spatiale. Les premiers résultats, récemment publiés dans The Astrophysical Journal Letters, montrent que les structures du vent solaire dans la couronne interne peuvent se déplacer trois à quatre fois plus vite que ce que pensaient les scientifiques.
Avant Proba-3, une éclipse solaire totale observée depuis la Terre était le meilleur moyen d’observer la couronne interne du Soleil. Lorsque la Lune masque la lumière directe du Soleil, les photographes expérimentés peuvent capturer de magnifiques détails dans l’atmosphère autour du Soleil. Mais les éclipses solaires totales ne se produisent en moyenne qu’une fois tous les 18 mois et la phase totale ne dure au maximum que quelques minutes.
Proba-3 crée des éclipses solaires totales artificielles en faisant voler ses deux sondes spatiales en formation extrêmement précise. Pendant environ cinq heures d’affilée, la sonde Occulter agit comme une Lune artificielle et bloque la lumière directe du Soleil afin que l’autre sonde, le Coronagraph, puisse observer la couronne solaire.
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L’instrument coronographe ASPIICS de Proba-3 peut observer jusqu’à 70 000 kilomètres de la surface du Soleil, soit un dixième du rayon solaire. Aucun autre coronographe spatial ne peut observer la lumière diffusée par les particules de la couronne solaire d’aussi près du Soleil.
ASPIICS prend une ou deux images par minute. Celles-ci sont assemblées en vidéos qui révèlent des mouvements inédits dans la couronne interne, qui est difficile à observer. « Ces mouvements complexes n’ont jamais été observés à des longueurs d’onde optiques aussi courtes dans la couronne interne du Soleil », note Joe Zender, chef de projet Proba-3 à l’ESA.
Proba-3 capture les mouvements de la couronne solaire. © ESA
Un vent solaire « lent » semble accélérer à proximité du Soleil
Outre la lumière, le Soleil émet un flux de particules appelé vent solaire. « Nous pouvons suivre la façon dont le vent solaire s’accélère à proximité du Soleil ; nous l’observons partout dans le champ de vision de Proba-3, et nous avons déjà constaté des vitesses et des accélérations qui nous ont surpris », explique Joe.
Tout comme le vent sur Terre, le vent solaire peut être rapide ou lent, régulier ou en rafales. Le vent solaire rapide souffle généralement en un courant régulier depuis des structures magnétiques appelées trous coronaux. En revanche, le vent solaire lent est variable et en rafales, ce qui rend sa compréhension plus difficile.
Dans la couronne interne […] nous avons vu des rafales de vent solaire lent se déplacer trois à quatre fois plus vite que prévu
Les scientifiques pensent que le vent solaire lent est généré par les lignes du champ magnétique solaire, qui modifient leurs connexions en fusionnant puis en se séparant à nouveau. Ce processus projette des masses de plasma (gaz chargé électriquement) sous forme de « streamers » : de grands rayons lumineux dans la couronne.
« Dans la couronne interne, une région très difficile à observer, nous avons vu des rafales de vent solaire lent se déplacer trois à quatre fois plus vite que prévu », explique Andrei Zhukov, de l’Observatoire royal de Belgique, chercheur principal de l’instrument ASPIICS de Proba-3 et auteur principal de l’étude.
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Auparavant, les scientifiques avaient découvert que près de la surface du Soleil, le vent solaire lent pouvait atteindre des vitesses d’environ 100 km/s mais l’équipe d’Andrei a observé des masses de plasma se déplaçant à une vitesse de 250 à 500 km/s.
Chaque flèche du graphique réalisé par l’équipe d’Andrei montre comment une masse de plasma se déplaçant à travers la couronne interne du Soleil modifie sa vitesse lorsqu’elle s’éloigne (flèche pointant vers la droite) ou se rapproche (flèche pointant vers la gauche) du Soleil. Les flèches orientées vers le haut indiquent que les masses de plasma accélèrent au fur et à mesure de leur déplacement, tandis que celles pointant vers le bas indiquent qu’elles ralentissent. Les zones ombrées représentent les incertitudes liées aux vitesses et aux directions mesurées. © ESA
Dans l’ensemble, la grande variété de vitesses, d’accélérations et de directions de mouvement observée dans les données explique pourquoi le vent solaire lent est si difficile à comprendre.
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Selon Andrei : « Le vent solaire lent n’est naturellement pas uniforme ; il implique de nombreuses structures à petite échelle dans le champ magnétique du Soleil que nous pouvons observer grâce à ASPIICS. »
« Ce premier ensemble de données n’est que le début d’un long parcours pour comprendre pleinement ce qui se passe. Il appartient désormais aux experts en théorie de comparer ces données aux modèles du champ magnétique et de l’accélération du plasma dans la couronne solaire », explique Joe.
Le saviez-vous ?
Proba-3 est la première mission de création d’éclipses de l’Agence spatiale européenne. Elle se compose de deux satellites : le coronographe et l’occulteur. Depuis leur lancement en décembre 2024, ce duo de satellites a réalisé non pas une, mais deux premières mondiales : le premier vol en formation de haute précision, préparant ainsi la mission à sa première éclipse solaire artificielle en orbite.
Après avoir atteint tous ses objectifs technologiques, la mission a effectué jusqu’à présent plus de 60 orbites en formation extrêmement précises. Parmi celles-ci, 57 ont été consacrées à la création d’éclipses artificielles, permettant au coronagraphe d’observer la région interne hautement dynamique de la couronne solaire. En fournissant aux scientifiques des heures de données scientifiques par éclipse artificielle, Proba-3 a accompli un exploit majeur dans la recherche spatiale en physique solaire et héliophysique.
Outre le coronographe ASPIICS, Proba-3 embarque deux autres instruments pouvant être utilisés à des fins scientifiques.
L’instrument Digital Absolute Radiometer (DARA) de Proba-3 mesure en continu le rendement énergétique du Soleil avec une exactitude et une précision sans précédent. Son objectif principal est d’étudier l’évolution du rendement énergétique du Soleil au fil du temps.
Grâce à son spectromètre d’électrons énergétiques 3D (3DEES), Proba-3 mesure le nombre, la direction d’origine et les énergies des électrons présents dans les ceintures de radiation de Van Allen de la Terre. Ces données permettent de mettre en évidence le comportement des ceintures de radiation terrestres dans des conditions normales, ainsi que la manière dont elles sont affectées par le vent solaire et les éjections de masse coronale.
Dans l’attente de bien d’autres avancées scientifiques
Il est intéressant de noter que la plupart des données recueillies jusqu’à présent par Proba-3 n’ont pas encore été analysées. Les scientifiques sont invités à utiliser les données du coronographe ASPIICS pour étudier le fonctionnement de la couronne solaire et la météorologie spatiale.
Les principales questions en suspens sont les suivantes : qu’est-ce qui accélère le vent solaire ? Comment le Soleil projette-t-il de la matière lors des éjections de masse coronale ? Et pourquoi la couronne solaire est-elle tellement plus chaude que le Soleil lui-même ?
Source:
www.futura-sciences.com
