Imaginez une corde de guitare tendue entre deux chevalets. Si vous la pincez, une onde stationnaire apparaît : certains points de la corde vibrent fortement, tandis que d'autres, les nœuds, restent presque immobiles. La chromosphère se comporte à peu près de la même manière : c'est la couche de l'atmosphère solaire située entre la photosphère et la couronne. Mais au lieu de chevalets, ce sont de brusques variations de température qui réfléchissent les ondes vers l'arrière.
Dans les pores, de petites taches sombres avec un fort champ magnétique, des ondes magnétoacoustiques lentes se propagent le long des lignes de champ. Si elles sont piégées dans une cavité résonante, elles doivent former des ondes stationnaires avec des caractéristiques distinctives : aux nœuds, l'amplitude des oscillations est minimale et la phase change brusquement de 180°. C'est précisément ces nœuds qu'une équipe d'astronomes a réussi à capturer pour la première fois.
Ils ont observé une pore dans la région active NOAA 12848 le 21 juillet 2021 avec le Swedish Solar Telescope. Le spectropolarimètre CRISP a balayé la raie de l'hydrogène Hα sur 17 longueurs d'onde, ce qui a permis de reconstituer les oscillations de température et de vitesse à différentes hauteurs de la chromosphère. Ensuite, grâce à une analyse en ondelettes, ils ont isolé les oscillations à la fréquence de 6,1 mHz (période d'environ 164 secondes) et mesuré la différence de phase entre les signaux provenant de différentes hauteurs.
Le résultat est sans équivoque : à une hauteur correspondant à un décalage d'environ 0,30 Å du centre de la raie Hα, la phase de la température changeait brusquement de 180° et sa puissance chutait fortement. C'est le nœud résonant. La hauteur du nœud variait dans l'espace et dans le temps : au centre de la pore, elle montait jusqu'à 0,2 Å, tandis qu'aux bords, elle descendait à 0,4 Å. En dehors de la pore, les nœuds n'étaient souvent pas identifiés, ce qui indique la prédominance d'ondes progressives.
On observe un mélange d'ondes stationnaires et progressives, ce qui est cohérent avec le modèle d'un résonateur « percé » : une partie de l'énergie s'échappe vers la couronne. Cette découverte fournit pour la première fois une preuve observationnelle directe de l'existence d'une cavité résonante dans la chromosphère d'une pore. Auparavant, on ne pouvait que la deviner à travers des indices indirects ; désormais, les nœuds eux-mêmes ont été capturés, un marqueur sans ambiguïté des ondes stationnaires.
Il y a aussi un intérêt pratique : la position du nœud permet d'estimer la hauteur de la couche réfléchissante et la vitesse du son dans les régions actives. C'est un nouvel outil pour la sismologie de la chromosphère, qui n'existait jusqu'ici que dans la théorie. Si l'on parvient à mesurer les nœuds à plusieurs fréquences, on pourra construire une carte de dispersion et affiner le profil de température. Ainsi, la pore solaire, telle une corde de guitare, révélera sa structure interne par la nature de ses oscillations.
La hauteur du nœud résonant dans la chromosphère d'une pore varie avec le temps : en 35 minutes d'observations, le nœud s'est déplacé d'environ 0.3 Å, ce qui correspond à des centaines de kilomètres. C'est comparable à l'altitude de l'orbite de la Station spatiale internationale.