Lancée conjointement le 10 février dernier par l’Agence spatiale européenne (ESA) et la NASA, la sonde Solar Orbiter a livré ses premières images du Soleil, prises à «seulement» 77 millions de kilomètres de l’astre. A mi-distance donc des 149 millions de kilomètres qui nous séparent de lui. Cela peut sembler éloigné, mais jusqu’à présent aucun appareil de prise de vue ne s’était trouvé à une telle proximité.

La sonde a atteint pour la première fois son périhélie (le point le plus proche du Soleil d’un objet en orbite héliocentrée) le 15 juin dernier. Les prises de vue réalisées à cette occasion ont dépassé les attentes des scientifiques. «L’objectif principal de cette première phase était de tester et de calibrer les instruments, souligne Daniel Müller, responsable scientifique du projet Solar Orbiter à l’ESA. Nous ne nous attendions pas à avoir des images d’une telle qualité.»

Ces premiers clichés ont aussi permis aux scientifiques d’observer un phénomène nouveau à la surface solaire appelé campfires (littéralement «feux de camp»). Ces petites éruptions solaires sont des millions ou des milliards de fois plus petites que les tempêtes solaires observables depuis la Terre. Pour autant, les plus petits campfires observés couvrent une surface comparable à celle d’un pays européen. Mais pour le moment, impossible de savoir s’ils ont pour origine les mêmes mécanismes que les tempêtes solaires.

Une faible activité solaire

«Sur des images prises par d’autres satellites, nous avions déjà observé des petits éléments de l’atmosphère solaire qui se réchauffaient de manière impulsive, très rapidement et atteignant des températures très élevées, précise Daniel Müller. Mais ces observations étaient limitées par la précision de ces télescopes.» Ces phénomènes sont d’autant plus intéressants que l’étoile au cœur de notre système est actuellement dans une phase de faible activité. Cette dernière croît et décroît par cycles qui durent environ onze ans.

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«Nous ne nous attendions pas à ce que ces petits «feux de camp» soient aussi présents, surtout dans cette phase d’activité faible, souligne Daniel Müller. Ce qui nous permet d’imaginer que ces phénomènes sont largement répandus à la surface du Soleil.» Cette omniprésence doit être confirmée par de futures observations.

Ces mini-éruptions pourraient offrir l’une des clés permettant d’expliquer le différentiel de température entre la couronne solaire et la surface de l’astre, que les scientifiques tentent de comprendre depuis des décennies. Constituée de plasma, et s’étendant jusqu’à 10 millions de kilomètres autour de l’étoile, la couronne solaire atteint des températures de l’ordre du million de degrés Celsius, tandis que la surface solaire n’est «qu’à» environ 5500 degrés.

Invisible à l’œil nu

Ce mystère est l’un de ceux que les scientifiques espèrent élucider grâce aux dix instruments embarqués par Solar Orbiter, dont certains ont été conçus et fabriqués en Suisse. Ces derniers permettent de combiner les prises de vue et les mesures en simultané. Ces observations devraient compléter les données de la sonde Parker de la NASA, lancée en 2018, qui évolue beaucoup plus près du Soleil, mais à une distance où les caméras ne peuvent pas fonctionner.

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Solar Orbiter permet aussi aux scientifiques de s’affranchir de certaines contraintes qui existent depuis le sol. En soi, le télescope Daniel K. Inouye à Hawaï est capable de produire des images d’une qualité supérieure à celles de Solar Orbiter, mais l’atmosphère terrestre agit comme un filtre sur le spectre solaire, brouillant une partie des informations qui intéressent les scientifiques. D’où l’intérêt de se rapprocher de l’astre.

De fait, les images transmises par Solar Orbiter ne correspondent pas à ce qu’un œil humain pourrait observer (même à condition de survivre au voyage). «Les images sont prises dans le spectre des ultraviolets que notre œil ne peut pas percevoir. Nous pouvons ensuite les colorer de manière à faire ressortir les informations les plus importantes», précise Daniel Müller.

Vers les pôles solaires

Daniel Müller le reconnaît, malgré la prouesse technique que représentent ces clichés, ils n’ont pas la même importance que la première photo d’un trou noir ou que les premières images de la face cachée de la Lune. Pour autant, Solar Orbiter offrira des vues du Soleil sous des angles encore inédits.

Ainsi la sonde doit progressivement s’extraire du plan écliptique (celui dans lequel la Terre orbite autour du Soleil) pour offrir une fenêtre vers d’autres zones que les régions équatoriales habituellement visibles. «Nous observons toujours le Soleil plus ou moins de la même perspective de plan, détaille Daniel Müller. Dans le plan d’orbite de la Terre, il y a un petit angle qui offre un bref aperçu des pôles deux fois dans l’année. Ce qui signifie aussi que nous ne pouvons pas effectuer de mesure des champs magnétiques au niveau des pôles.» Ces mesures pourraient permettre d’avoir une meilleure compréhension des cycles solaires à long terme.

Solar Orbiter devrait prendre ses premiers clichés des pôles solaires début 2027. D’ici là, la sonde va se rapprocher jusqu’à 42 millions de kilomètres du Soleil à l’horizon novembre 2021.