12 janvier 2001 : J'entends dire, je lis qu'on ne sait pas pourquoi la couronne solaire, l'environnement gazeux du soleil, est à une température de l'ordre du million de degrés, alors que sa surface n'est qu'à six mille. Ce matin une idée émerge
...Il est un fait d'observation : le soleil émet périodiquement des arches de plasma de grande ampleur. Les points d'attache de ces arches sur la surface du soleil sont les taches solaires. Le plasma qui entoure le soleil est en condition, sauf erreur de "nombre de Raynolds magnétique élevé". C'est à dire que les lignes de champ magnétiques sont "gelées" ("frozen in") dans le plasma. Imaginez des cheveux de femmes, dans une piscine et un peigne qui les lisse. Les cheveux et le peigne sont étroitement liés. L'un entraîne l'autre, et réciproquement.
...Ces arches de plasma, nouveau fait d'observation, s'étendent à grande distance, puis se disloquent. Dans la figure de droite on a représenté, schématiquement, les lignes de champ magnétique. En tout point de l'espace on peut associer à la valeur de B une valeur correspondance de la "pression magnétique", indiquée.
...Il y a également conservation du flux magnétique :
...La valeur du champ magnétique est donc maximale au voisinage des taches solaires et minimale au point d'extension maximal de l'arche. Il en résulte un effet de gradient de champ magnétique. L'arche va fonctionner comme un accélérateur de particules chargées, naturel. Du gaz va donc décoller de la surface solaire, de chaque tache solaire et, propulsé par ce gradient de champ magnétique, très supérieur à la force de gravitation, s'élever et s'accélérer pour gagner la zone de champ minmale, là où l'arche est la plus étendue et où sa section est la plus forte. Ces masses de plasma pourraient donc, il me semble, entrer en collision. Le résultat serait la conversion d'énergie magnétique (celle qui a servi à accélérer les deux masses de plasma) en énergie thermique. Le dessin ci-après illustre le concept. L'accélération de particules par gradient de pression magnétique, surtout sur de très grandes distances, est un processus très efficace. Tout cela devrait pouvoir être numérisé, modélisé plus précisément, mais je pense que ce phénomène pourrait justifier un tel chauffage de la couronne. Il ne faut pas oublier, la vitesse d'agitation thermique variant comme la racine carrée de la température, que le passage de 6000 à un million de degrés ne représente jamais qu'un gain d'un facteur 12 en vitesse d'agitation thermique.
...Ceci étant, là où les masses de plasma entrent en collision (les arches seraient alors le siège de phénomènes magnéto-acoustiques fort intéressants à étudier) la pression dans le plasma peut devenir telle que celui-ci échappe alors au confinement lié au faisceau de lignes de champ magnétique. D'où une dislocation de ces arches, laissant alors échapper leur contenu brûlant. Par la suite, on aurait deux cas de figure. Un chauffage modéré alimenterait l'environnement gazeux du soleil, sa couronne. Le gaz qui est à la surface du soleil s'y trouve plaqué. A six mille degrés, la vitesse d'agitation thermique est nettement plus faible que la vitesse que doit avoir une particule pour s'éloigner sensiblement de la surface du soleil. C'est la raison pour laquelle celle-ci est assez proche d'une sphère. Mais les particules plus rapides, accélérées dans les arches, puis libérées lors de la dislocation de celles-ci composent alors "l'atmopshère du soleil", qui s'étend à beaucoup plus grande distance.
...Des éruptions solaires plus violentes (qui sont en fait l'effet secondaire d'une instabilité de type magnétohydrodynamique, MHD, à nombre de Reynolds magnétique élevé) donnent ... le vent stellaire (dans le cas du soleil le vent solaire). On sait d'ailleurs que la forte abondance de taches solaires est synonyme d'un bombardement intense de la Terre par le gaz émis par le soleil.
...Pour les non spécialistes en physique des plasmas, cette accélération par effet de gradient de champ magnétique est peut être un peu difficile à comprendre. Mais beaucoup de gens connaissent la "magnétosphère" de la Terre :
...A gauche, la sphère terrestre, avec
on axe de dipôle magnétique incliné. Au passage le "nord
magnétique" de la Terre est en fait un pôle sud, puisqu'il
attire les poles nords des bousssoles-aimants. Les particules chargées
(essentiellement des électrons) émis par le soleil (vent solaire)
se trouve piégées dans le réseau des lignes du champ magnétique
de la Terre. Figure de droite : elles effectuent des aller-retours entre régions
à champ élevé, en spiralant autour de ces lignes de force.
Ces trajectoires en spirales matérialisent en quelque sorte la manière
dont ce plasma est lié au champ magnétique. Ce plasma, qui constitue
les "ceintures de Van Allen", du nom de l'astrophysicien qui les découvrit,
fait l'aller-retour entre les régions boréales nord et sud de
la Terre, les particules étant réexpédiées comme
par des raquettes de tennis (par simple effet du gradient de pression magnétique).
En physique des plasma on appelle celaun "miroir magnétique"
(magnetic mirror". A gauche, la "traîne" de la magnétosphère
terrestre, opposée au soleil.
...En régime normal, les particules chargées
rebroussent chemin en très haute altitude, au delà de l'atmopshère
terrestre, dont on peut fixer la limite à une altitude de 80 km. Quand
un dégelée de vent solaire particulièrement puissante arrive
sur la Terre, les particules, en dépit de l'effet de freinage dû
au gradient de champ magnétique, arrivent à pénétrer
dans la haute atmosphère est tous les astronomes savent que c'est la
cause du phénomène des aurores boréales. Une ceinture de
Van Allen est donc une structure qui me semble assez voisine de ces arches correspondant
aux érputions solaires, du moins sous certains aspects.
...Ma foi, cela semble être une idée à creuser. Mais j'ai tellement de choses à faire......
Voir le dossier "les colères du Soleil", du 16 septembre 2005
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Consultations entre le 16/1/2001 et le 16/9/2005 : 11.882