Des radio-astronomes¹ de l'Observatoire de Paris-Meudon ont réalisé avec le Radio-Héliographe de Nançay la première cartographie en ondes radio d'une éjection de masse coronale (Coronal Mass Ejection, CME) du 20 avril 1998 et d'un ensemble de bulles en expansion rapide qu'elle a formé autour du Soleil. Ces résultats apportent une meilleure compréhension des phénomènes associés à ces orages de notre étoile, qui perturbent tout le milieu interplanétaire.

Antennes de Radio-Héliographe de Nançay © Observatoire de Paris

Jusqu'à présent, les éjections de masse coronales (CME, voir encadré) n'étaient photographiées à de grandes distances du Soleil que dans le visible et dans l'UV, essentiellement à partir de l'espace. Les CME sont observées dans le visible grâce à des coronographes embarqués sur satellite. Le Soleil est placé sous la haute surveillance quotidienne du satellite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), en particulier au moyen du coronographe LASCO (Large-Angle Spectrometric Coronograph). L'absence d'atmosphère permet d'observer la lumière solaire diffusée par la couronne solaire très lointaine et par les CME lorsqu'elles se produisent.

Cette première image dans le domaine radio apporte un éclairage nouveau sur ces éjections violentes de matière et leurs relations avec les éruptions solaires, les particules très énergétiques éjectées et les émissions radioélectriques. L'avantage de l'imagerie radio est que l'observation se fait à partir du sol et qu'il n'est pas nécessaire d'occulter le disque du soleil pour voir la couronne : on peut ainsi observer plus près de la surface et percevoir la genèse des CME.

Les éjections de masse coronales (CME)
Les CME sont dues à de puissantes explosions magnétiques dans la couronne du Soleil, qui projettent le plasma ionisé dans l'espace interplanétaire, et le gaz neutre associé par collision. Les éjections de masse coronale transportent des milliards de tonnes de matière. La détente, dans l'espace interplanétaire peu dense, du plasma initialement comprimé par les fortes pressions existant à la surface du Soleil, augmente son volume jusqu'à des tailles supérieures à celle du Soleil. Une gigantesque bulle de plasma s'éloigne à vitesse supersonique du Soleil, à plus de 300 000 km/h, en ouvrant les lignes de force du champ magnétique solaire. À son arrivée au voisinage de la Terre après trois à quatre jours, la CME interagit avec le champ magnétique terrestre, produit des aurores boréales et australes, des orages géomagnétiques, perturbe les communications radio, les satellites et les systèmes de distribution d'électricité.
		(a) Image LASCO obtenue à 10:04:51 UT, juste avant la première détection radio du CME. (b) Image radio de la CME, au flux maximum à 164 MHz à 10:13:23 UT. Les lignes blanches ; rappellent la position de la bulle vue par LASCO en a) et c). (c) Image LASCO à 10:31:20 UT juste après que la CME ne soit plus détectable en radio. (d), (e) et (f) Images radio de la CME à 236,6, 327 et 421 MHz, respectivement. (g) Distances au Soleil, en fonction du temps, de la bulle CME dans les diverses longueurs d'onde. D.R.

L'image radio de la puissante CME du 20 avril 1998 montre un ensemble de bulles ou boucles assez similaires à celles observées dans le visible par LASCO. D'après le spectre de l'émission radio observée à plusieurs fréquences, on peut déduire qu'il s'agit de l'émission synchrotron d'électrons relativistes (0,5-5 Mev d'énergie) spiralant dans un champ magnétique de 0,1 à quelques Gauss.

Image radio obtenue à Nançay de la CME du 20 avril 1998. L'émission constante du disque solaire a été soustraite (disque indiqué). On aperçoit une émission radio variable au Nord-Ouest, et la grande bulle du CME au Sud-Ouest. D.R.

L'imagerie radio est la seule technique qui localise les électrons accélérés qui quittent le Soleil. On peut ainsi visualiser les sites d'accélération, les structures magnétiques qui guident ces particules et les ondes de choc. Sa capacité à observer au-dessus du disque solaire lui permet de détecter les phénomènes solaires qui vont avoir un impact sur l'environnement terrestre. Ceci confère à cette technique une importance considérable dans l'étude des relations Soleil-Terre, domaine de recherche en plein développement. Le Radio-Héliographe de Nançay est actuellement le seul instrument fournissant quotidiennement des images radio au-delà de la très basse couronne.

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