Éjections de masse coronale à l’aube du système solaire

Sur Terre, nous ne le remarquons généralement pas, mais le Soleil éjecte fréquemment d’énormes masses de plasma dans l’espace. Ces phénomènes sont appelés éjections de masse coronale (EMC). Elles se produisent souvent conjointement avec des éruptions solaires (brusques augmentations de luminosité) et peuvent parfois s’étendre suffisamment pour perturber la magnétosphère terrestre, générant des phénomènes de météorologie spatiale comme les aurores polaires ou les tempêtes géomagnétiques, et pouvant même endommager les réseaux électriques.

Les scientifiques estiment que lorsque le Soleil et la Terre étaient jeunes, l’activité solaire était si intense que ces EMC auraient pu influencer l’émergence et l’évolution de la vie terrestre. En effet, des études antérieures ont révélé que les jeunes étoiles similaires au Soleil, représentant notre astre dans sa jeunesse, produisent fréquemment des éruptions bien plus puissantes que les plus grandes éruptions solaires de l’histoire moderne.

Les énormes EMC du jeune Soleil auraient pu impacter sévèrement les environnements primitifs de la Terre, Mars et Vénus. Cependant, la mesure dans laquelle les explosions sur ces jeunes étoiles présentent des EMC similaires à ceux du Soleil reste incertaine. Ces dernières années, le plasma froid des EMC a été détecté par des observations optiques au sol. Néanmoins, la haute vélocité et la fréquence présumée des fortes EMC dans le passé sont restées difficiles à observer.

Pour résoudre cette question, une équipe internationale de chercheurs, incluant Kosuke Namekata de l’Université de Kyoto, a cherché à vérifier si les jeunes étoiles similaires au Soleil produisent des EMC analogues.

« Ce qui nous a le plus inspirés fut le mystère de longue date concernant l’influence de l’activité violente du jeune Soleil sur la Terre naissante« , indique Kosuke Namekata. « En combinant des installations spatiales et terrestres au Japon, en Corée et aux États-Unis, nous avons pu reconstituer ce qui a pu se produire il y a des milliards d’années dans notre système solaire. »

L’analyse de l’équipe a inclus des observations simultanées en ultraviolet par le télescope spatial Hubble et des observations optiques par des télescopes terrestres au Japon et en Corée. Leur cible était l’analogue solaire jeune EK Draconis . Hubble a observé des raies d’émission dans l’ultraviolet lointain sensibles au plasma chaud, tandis que les trois télescopes terrestres observaient simultanément la raie Hα de l’hydrogène, qui trace les gaz plus froids. Ces observations spectroscopiques simultanées et multi-longueurs d’onde ont permis à l’équipe de recherche de capturer en temps réel les composantes chaudes et froides de l’éjection.

Ces observations ont fourni la première preuve d’une éjection de masse coronale à températures multiples depuis EK Draconis. L’équipe a découvert qu’un plasma chaud à 100 000 degrés Kelvin était éjecté à 300-550 kilomètres par seconde, suivi environ dix minutes plus tard par un gaz plus froid d’environ 10 000 degrés éjecté à 70 kilomètres par seconde. Le plasma chaud transportait une énergie bien supérieure au plasma froid, suggérant que les fortes EMC fréquentes dans le passé auraient pu générer de puissants chocs et des particules énergétiques capables d’éroder ou de modifier chimiquement les atmosphères planétaires primitives.

Des études théoriques et expérimentales soutiennent le rôle crucial que les fortes EMC et les particules énergétiques peuvent jouer dans la formation de biomolécules et de gaz à effet de serre, essentiels à l’émergence et au maintien de la vie sur une planète jeune. Ainsi, cette découverte a des implications majeures pour comprendre l’habitabilité planétaire et les conditions dans lesquelles la vie est apparue sur Terre, et potentiellement ailleurs.

L’équipe de recherche a souligné que le succès de cette étude a été rendu possible par un travail d’équipe international et une coordination précise entre observatoires spatiaux et terrestres.

« Nous étions heureux de constater que, bien que nos pays diffèrent, nous partageons le même objectif de recherche de la vérité par la science« , conclut Kosuke Namekata.

L’article « Discovery of multi-temperature coronal mass ejection signatures from a young solar analogue » (Découverte de signatures d’éjections de masse coronale à températures multiples depuis un analogue solaire jeune) – Nature Astronomy – DOI : 10.1038/s41550-025-02691-8

Source : Kyoto U.