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Le phénomène de la "tempête de boulettes de viande" peut sembler relever de la fantaisie, popularisé par des œuvres de fiction. Cependant, il est crucial de comprendre les fondements scientifiques qui sous-tendent ce concept, même s'il est présenté de manière ludique.
L'étude de la couronne solaire, bien que n'étant pas le seul objectif de certaines missions scientifiques, en a grandement bénéficié. Il est impossible de comprendre l'intérêt des expéditions actuelles sans faire l'inventaire de nos connaissances sur ce sujet.
La découverte scientifique de la couronne solaire remonte à 1851, bien qu'elle soit visible à l'œil nu pendant les éclipses. En 1869, l'observation spectrographique révéla la plus brillante des « raies coronales » avec une longueur d'onde de ~k = 5 303 Â.
En effet, notre grand savant Bernard Lyot résolut l'un des plus difficiles problèmes posés par l'observation astronomique à cette date. Des installations bénéficiant d'une excellente transparence atmosphérique, comme le Pic du Midi, ont permis l'observation continue de la couronne.
Depuis lors, des milliers d'heures d'observation ont été consacrées à la couronne, et une quantité considérable de données a été et continue d'être étudiée. L'apport du coronographe réside dans sa capacité à permettre une observation continue.
Mais qu'est-ce que cet extraordinaire milieu? Les observations spectroscopiques et polarimétriques ont permis d'y distinguer trois régions qui s'interpénètrent plus ou moins.
La couronne solaire est divisée en trois régions distinctes:
Pour l'astrophysicien, connaître la couronne impliquerait de pouvoir établir des courbes indiquant la température, le nombre de particules par centimètre cube, ainsi que leur nature, en fonction de la distance au bord solaire.
Les descriptions ci-dessus sont purement qualitatives, mais cette imprécision ne signifie pas que les problèmes coronaux n'ont pas été étudiés. Comment expliquer l'augmentation extraordinairement rapide de la température entre la photosphère (5 à 6 000°) et la couronne L (1 à 2 000 000°) ?
Que se passe-t-il dans la zone de transition chromosphère-basse couronne ? Comment sont produites les raies d'émission coronales ? S'agit-il d'une excitation par absorption de radiation, par collisions d'atomes, ou par les deux processus ?
Quelles sont les conditions physiques dans les couronnes F et K ? Comment séparer, dans la lumière qui nous parvient d'une région, la part qui revient à chacune d'elles ?
Les températures peuvent être déduites de la considération des largeurs et des profils de raies. La zone de transition chromosphère-couronne L est caractérisée par la présence de spiculés, petits dards acérés qui jaillissent du bord solaire, et par de fortes inhomogénéités de température.
Image de la couronne solaire lors d'une éclipse totale.
Il serait nécessaire d'avoir des spectres concernant des tranches d'une centaine de kilomètres d'épaisseur au maximum. Le mode d'excitation des atomes dans L peut être déduit de la variation de la largeur équivalente des raies en fonction de la distance au bord solaire.
La première méthode, valable jusqu'à environ cinq rayons solaires, utilise le spectre de Fraunhofer par la comparaison des profondeurs de raies coronales et photosphériques. Les densités sont obtenues par la mesure des brillances dans la couronne.
La lumière qui nous parvient du Soleil émane d'une région appelée photosphère, enveloppe de gaz d'environ 300 km d'épaisseur dont la température moyenne peut être estimée à environ 6 000°.
Les régions supérieures de l'atmosphère solaire sont habituellement invisibles par suite de la brillance de la photosphère. Au-dessus de celle-ci se trouve la chromosphère, également masquée par la Lune lors d'une éclipse totale ; on ne peut l'observer que pendant quelques secondes, au début et à la fin de l'éclipse, alors que la Lune ne l'a pas encore masquée ou qu'elle vient de la démasquer.
Pour les habitants du Sud de la France, c'est le soleil levant qui aura dévoilé la splendeur de sa couronne. La beauté des éclipses totales a été maintes fois décrite. Encore une fois, si vous le pouvez, ne manquez pas l'occasion.
Une éclipse solaire totale.
Bien que le concept de "tempête de boulettes de viande" soit fictif, l'exploration scientifique de l'atmosphère, des phénomènes météorologiques extrêmes et des interactions complexes entre les différents éléments de notre environnement est bien réelle et continue de progresser.
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