Solar Orbiter : origine du vent solaire et switchbacks

Solar Orbiter a relié une déformation magnétique observée dans le vent solaire à sa source sur le Soleil. Une découverte qui éclaire la reconnexion magnétique et les tempêtes spatiales.

Le champ magnétique du Soleil ne reste pas immobile au-dessus de sa surface. Il accompagne dans l’espace un flot continu de particules chargées, le vent solaire, dont certaines structures se replient brièvement sur elles-mêmes. Ces brusques changements de direction intriguent les scientifiques depuis des décennies.

Le 8 octobre 2026, l’Agence spatiale européenne (ESA) a annoncé que la sonde Solar Orbiter avait pu relier l’une de ces structures, appelée *switchback*, à sa région d’origine sur le Soleil. La découverte apporte une pièce importante à la compréhension du vent solaire et des mécanismes qui déterminent son évolution. Elle ne signifie pas pour autant que les tempêtes solaires sont désormais entièrement prévisibles.

Qu’est-ce que le vent solaire, et pourquoi arrive-t-il jusqu’à nous ?

Le Soleil est constitué de gaz ionisé, ou plasma : une matière dans laquelle les particules possèdent une charge électrique. Son atmosphère extérieure, appelée couronne, atteint des températures de plusieurs millions de degrés. Une partie de cette matière s’échappe continuellement et se propage dans le Système solaire sous forme de vent solaire.

Ce vent entraîne avec lui le champ magnétique solaire. Les particules, les ondes et les lignes de champ interagissent pendant leur voyage. Ensemble, ils contribuent à former l’héliosphère, la vaste région de l’espace dominée par l’influence du Soleil.

Sur Terre, le champ magnétique de notre planète offre une protection partielle. Les interactions avec les particules solaires peuvent toutefois produire des aurores et, lors d’épisodes plus intenses, perturber certaines activités spatiales, les communications radio ou des infrastructures technologiques. Comprendre le vent solaire revient donc aussi à mieux comprendre notre environnement spatial.

Une énigme observée depuis les années 1970

Les *switchbacks* sont des déviations soudaines et temporaires du champ magnétique transporté par le vent solaire. Un instrument embarqué dans une sonde peut détecter une inversion momentanée de direction, puis mesurer le retour à l’orientation précédente.

Les sondes Helios, dans les années 1970, avaient déjà observé de telles inversions. La mission Ulysses les a étudiées plus loin du Soleil à partir des années 1990. Depuis 2018, la sonde américaine Parker Solar Probe en détecte de nombreuses près de notre étoile.

Mais mesurer un changement de direction en un point ne permet pas de voir sa forme complète. Les scientifiques ont proposé l’image d’un pli en forme de S, capable de traverser le vent solaire, tandis que plusieurs mécanismes étaient envisagés pour expliquer sa naissance.

En mars 2022, Solar Orbiter a apporté un nouvel indice. Son coronographe Metis, qui masque l’éclat du disque solaire pour regarder la couronne, a enregistré une déformation compatible avec cette forme en S. L’ESA a présenté cette observation en septembre 2022 : c’était un pas important, mais le lien détaillé entre les particules mesurées plus loin et leur lieu de départ restait à établir.

Comment une particule conserve-t-elle la mémoire du Soleil ?

La découverte annoncée en octobre 2026 repose sur une approche différente. Solar Orbiter a traversé une très grande déformation magnétique alors qu’elle se trouvait approximativement à mi-distance entre la Terre et le Soleil.

Son instrument Solar Wind Analyser (SWA) a analysé les particules composant le plasma. Les chercheurs ont repéré un mélange caractéristique d’ions d’oxygène et de carbone, dont les états de charge renseignent sur les conditions dans lesquelles ils se sont formés.

Ces indices chimiques agissent comme une signature physique. Ils indiquent que les particules provenaient de boucles magnétiques particulièrement chaudes dans l’atmosphère solaire. Les propriétés des ions conservent donc une information sur leur milieu d’origine, même lorsque le plasma s’est déjà éloigné du Soleil.

La méthode ne consiste pas simplement à reconnaître la forme d’une image. Elle combine des mesures directes dans l’espace, des images de la surface solaire et des modèles des champs magnétiques. L’équipe a également rapproché ses résultats des observations du Solar Dynamics Observatory (SDO) de la NASA.

Le travail, dirigé par Jesse Coburn et publié dans *Nature Astronomy*, établit ainsi un lien documenté entre une structure mesurée dans le vent solaire et une région proche de son point de départ.

Pourquoi parle-t-on de reconnexion magnétique ?

Dans la couronne solaire, certaines lignes de champ magnétique sont dites fermées : elles s’élèvent au-dessus de la surface puis redescendent, formant des boucles. D’autres sont dites ouvertes : elles permettent à une partie du plasma de s’échapper vers l’espace interplanétaire.

Lorsque des régions aux propriétés magnétiques différentes interagissent, leurs configurations peuvent se réorganiser. Ce processus, la reconnexion magnétique, peut libérer de l’énergie et permettre à des particules jusqu’alors confinées dans une boucle de rejoindre le vent solaire.

Les ions détectés par Solar Orbiter soutiennent précisément ce mécanisme de reconnexion entre champs ouverts et fermés, appelé *interchange reconnection*. Leur composition est cohérente avec une origine dans des boucles chaudes avant leur libération.

Cette explication intéresse les chercheurs parce qu’elle ne décrit pas seulement le trajet d’une particule. Elle montre comment la structure magnétique du Soleil peut favoriser le départ de matière dans l’espace.

Reconnexion ou turbulence : deux mécanismes plutôt qu’un seul

Une autre famille d’explications faisait intervenir les ondes et la turbulence du plasma. Les observations récentes ne conduisent pas nécessairement à choisir entre cette théorie et la reconnexion magnétique.

Selon l’analyse présentée par l’ESA, les processus semblent intervenir à des moments différents : la reconnexion contribue à créer le *switchback* près du Soleil ; les ondes et la turbulence influencent ensuite son comportement pendant sa propagation.

Cette distinction est le principal apport du résultat. Deux hypothèses longtemps discutées peuvent décrire des étapes complémentaires, plutôt que deux récits incompatibles de la formation du vent solaire.

Cela ne résout pas chaque question. Les scientifiques doivent encore comprendre la variété des structures observées, la fréquence de chacun des mécanismes et leur contribution réelle aux phénomènes plus larges de chauffage et d’accélération du vent solaire.

Pourquoi Solar Orbiter peut-elle faire ce travail ?

Lancée le 10 février 2020, Solar Orbiter est une mission de l’ESA menée avec une importante participation de la NASA. Elle transporte dix instruments scientifiques conçus pour fonctionner ensemble.

Certains observent le Soleil à distance, avec des caméras et des télescopes. D’autres mesurent directement le plasma, les particules, les champs magnétiques ou les ondes autour du vaisseau. Cette association est précieuse : l’image indique ce qui se passe dans une région de l’atmosphère solaire ; la mesure locale révèle les propriétés de la matière qui en est partie.

La trajectoire de la sonde la rapproche jusqu’à environ 42 millions de kilomètres du Soleil, tout en utilisant l’assistance gravitationnelle de planètes comme Vénus pour changer progressivement son inclinaison. Elle peut ainsi observer des régions difficiles à étudier depuis la Terre, notamment vers les pôles solaires.

Solar Orbiter et Parker Solar Probe ne réalisent pas exactement le même travail. Les deux missions sont complémentaires : Parker effectue des approches particulièrement proches, tandis que Solar Orbiter associe des images détaillées à des mesures locales, ce qui aide à relier un phénomène à sa source.

Que change cette recherche pour la météo spatiale ?

Les grandes perturbations de l’activité solaire peuvent affecter les satellites, certaines liaisons radio et les systèmes technologiques sensibles. La météo spatiale cherche à observer ces phénomènes et à mieux anticiper leurs effets.

Retrouver la région d’origine de particules observées dans le vent solaire améliore la compréhension des processus qui transportent de la matière et du champ magnétique vers les planètes. Ce savoir peut contribuer à de futurs modèles de prévision.

Il ne faut cependant pas transformer l’observation d’un *switchback* en annonce d’une tempête dirigée vers la Terre. Le phénomène étudié ici n’est pas, à lui seul, une prédiction d’éruption solaire, de coupure électrique ou d’aurore. Il constitue un élément nouveau de la physique du Soleil, utile pour comprendre les liens entre notre étoile et son environnement.