Les particules solaires n'arrivent pas à l'heure express
Le Soleil projette parfois dans l'espace des nuages entiers de particules chargées. En général, les plus rapides – celles qui ont le plus d'énergie – arrivent les premières à la sonde, comme des sprinteurs sur une longue distance. Mais le 5 septembre 2022, la sonde Parker, qui vole plus près du Soleil que toute autre, a capté quelque chose d'étrange : des particules d'énergie moyenne sont arrivées avant les rapides et les lentes.
Sur le graphique, cela ressemble à un « nez » – une protubérance au milieu, là où les particules sont arrivées trop tôt. Ce comportement a été baptisé « ordre d'arrivée inversé ». Les scientifiques ont passé en revue toutes les données de la sonde jusqu'à la fin 2024 et ont trouvé 14 cas de ce type. La plupart – 11 – concernaient des énergies moyennes, de un demi-million à cinq millions d'électron-volts. Pour comparaison : l'énergie d'une particule dans un éclair ordinaire est d'environ un million d'électron-volts.
Pourquoi les particules rapides arrivent-elles soudainement en retard ? Peut-être sont-elles retardées par l'onde de choc de l'éjection – elle agit comme un tourniquet : elle laisse passer les lentes mais freine les plus rapides. Ou alors, c'est la façon dont les particules serpentent le long des lignes de champ magnétique. La réponse exacte reste à venir, mais une chose est claire : le Soleil ne tire pas toujours selon le même schéma.
La liste de ces événements est comme une collection d'empreintes digitales prises sur le lieu d'accélération des particules. Chaque « nez » raconte où et comment les particules ont gagné de la vitesse. Plus il y a de tels cas, mieux on voit comment fonctionne l'accélérateur naturel près du Soleil – celui qui parfois envoie aussi de l'énergie vers la Terre.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.12475
In SEP events, velocity dispersion (VD) is characterized by the earlier arrival of faster, higher-energy particles relative to slower ones, assuming negligible acceleration time and transport effects. The "Labor Day event" at Parker Solar Probe (PSP) on 2022 September 5 provided a unique arrival profile, in which the medium energy (~ few MeV) particles arrive earlier than both lower and higher energy particles. This created a so-called "nose" structure in the intensity spectrogram formed by measurements from the two energetic particle instruments, EPI-Lo and EPI-Hi, of the Integrated Science Investigation of the Sun (ISOIS) suite. Unlike typical VD, the delayed arrival of higher energy particles compared to medium energy particles, i.e., the "inverse velocity arrival" (IVA), could be caused by various acceleration, transport, and instrumental effects, including shock acceleration. By applying a new method based on the contour-line of the intensity, we found 14 IVA events in the ISOIS observations up to the end of 2024. Several parameters that may modify velocity dispersion characteristics are further explored including the spacecraft radial distance, the speed of corresponding CMEs and shocks, the angle between the shock normal and the upstream magnetic field, and the spacecraft magnetic footpoint longitudinal separation from the flare location. The energy of the early arriving particles, i.e., the nose energy, can be grouped into low (L, <0.5 MeV), medium(M, 0.5 - 5 MeV), and high(H, >5 MeV) categories. Most (11/14) of the IVA events have medium nose energies. This SEP list provides ingredients for examination of shock acceleration in the inner heliosphere, and the existence of IVA events sheds new light on the acceleration and propagation of SEPs.
L'énergie des particules dans le « nez » peut être inférieure à celle d'une radiographie à l'hôpital, mais ces particules se comptent par trillions et, ensemble, elles portent un coup notable.
Dans le film « Star Trek », les vaisseaux attrapent le vent solaire pour accélérer – de tels « nez » de particules pourraient dérégler leur navigation.