Voir le Soleil en 3D avec STEREO

- communiqué de presse

Vendredi, 20 avril 2007

Les premières images en 3D du Soleil, acquises par les deux satellites du projet STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) de la NASA, sont dévoilées lundi 23 avril. Des équipes francaises associées au CNRS participent, avec le soutien du CNES, à trois des quatre instruments embarqués à bord de chacune des deux sondes. L'ensemble des données récoltées par STEREO permettra de mieux étudier les éjections de masse coronale qui ont lieu dans l'atmosphère du Soleil, et leurs impacts sur l'environnement terrestre.


Le pôle Sud du Soleil, avec une éruption de matière en bas à droite de l'image. Cette image est en 2D. © STEREO/NASA.

Le pôle Sud du Soleil, avec une éruption de matière en bas à droite de l'image. Cette image est en 3D, il faut des lunettes cyan/rouge pour la voir en relief. © STEREO/NASA.

Les éjections de masse coronale (CME) ont lieu dans la couronne solaire, la partie la plus haute de l'« atmosphère » de notre étoile, où les températures atteignent plus d'un million de degrés. Plusieurs milliards de tonnes de matière sont alors éjectées à des vitesses de près de 3 millions de Km/h. Cette matière éjectée à grande vitesse peut atteindre notre planète et entrer en interaction avec la magnétosphère puis avec l'atmosphère terrestre pour y induire une multitude de phénomènes : aurores boréales, irradiation des spationautes, perturbations des communications radios ou de la distribution de l'électricité... Le développement d'une météorologie spatiale passe donc par l'étude des processus physiques, aujourd'hui très mal connus, qui déclenchent ces éjections, la reconnexion des lignes de champ magnétique étant certainement un élément clé.

Le principal objectif de la mission STEREO est l'étude de ces éjections de masse coronale. Le 26 octobre 2006, deux satellites jumeaux ont été lancés avec succès de Cap Canaveral. Chacun comporte quatre instruments concus et réalisés par des scientifiques américains et européens. Des équipes associées au CNRS sont impliquées dans trois de ces instruments, avec le soutien du CNES. Ces satellites sont placés en orbite autour du Soleil, l'un se déplacant « en avance » par rapport à la Terre et l'autre « en retard ». Ils s'éloignent l'un de l'autre de 22° par an, pour observer le Soleil sous deux perspectives différentes qui varient durant les deux années de la mission. Sur le même principe que le cerveau humain qui reconstruit une vision en relief à partir des deux images fournies par chaque oeil, cette configuration permet de réaliser des mesures en trois dimensions, tels que les flux de particules, ainsi que l'acquisition d'images de l'atmosphère du Soleil.

Les satellites jumeaux étant depuis peu en position nominale, les premières images en trois dimensions de l'atmosphère du Soleil viennent d'être obtenues. L'ensemble instrumental SECCHI (Sun-Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation) a acquis des séries de couples d'images de l'atmosphère du Soleil, prises avec des angles différents par chacun des deux satellites. Ces images ont été traitées et recombinées par l'Institut d'astrophysique spatiale (IAS : INSU-CNRS, Université Paris XI) pour fournir les images en trois dimensions diffusées lundi par la NASA.

SECCHI est constitué :

  • d'un imageur (EUVI) observant dans quatre longueurs d'onde de l'ultraviolet extrême
  • de deux coronographes en lumière blanche
  • de deux imageurs héliosphèriques.

Sont impliqués en tant que co-investigateurs dans la réalisation des télescopes imageurs EUVI le Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique (LCFIO : Institut d'optique graduate school, CNRS, Université Paris XI) pour la fabrication des optiques et les traitements EUV, et l'IAS pour la calibration des l'instruments. Le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA : Observatoire de Paris, INSU-CNRS, Universités de Paris VI et VII) est co-investigateur.

Les trois autres instruments de STEREO sont :

  • SWAVES, dont l'investigateur principal est le LESIA. Cet instrument suit les sursauts radio interplanétaires et étudie la genèse et l'évolution des perturbations radio provenant du Soleil. Les premiers enregistrements obtenus sont très encourageants. En plus des émissions radio solaires, le rayonnement électromagnétique des particules qui précipitent au niveau des arcs polaires a été détecté, et a permis les premières mesures stéréoscopiques en radio.
  • IMPACT (In situ Measurements of PArticles and CME Transients), qui comprend ces instruments : un analyseur d'électrons du vent solaire développé par le Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR : INSU-CNRS, Université Paul Sabatier de Toulouse), un magnétomètre et une matrice de détecteurs de particules mesurant les ions et électrons accélérés lors des CME.
  • PLASTIC (PLAsma and SupraThermal Ion and Composition), destiné à l'étude du vent solaire et des processus héliosphériques.

En plus d'une éjection de très grande amplitude observée le 24 janvier 2007, plusieurs évènements ont déjà été enregistrés depuis le lancement de la mission : l'observation de la comète de McNaught le 11 janvier, et pour la première et unique fois le transit de la Lune devant le Soleil le 25 février.

Contact(s):

  • SECCHI
    • Réalisation des miroirs des imageurs EUVI : Raymond Mercier, raymond [dot] mercier [at] institutoptique [dot] fr
    • Etalonnages et reconstitution 3D : Jean-Claude Vial, jean-claude [dot] vial [at] ias [dot] u-psud [dot] fr
  • WAVES : Jean-Louis Bougeret, jean-louis [dot] bougeret [at] obspm [dot] fr

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