Eclipse solaire 20 & 21 Mai 2012

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ECLIPSE SOLAIRE

Non-visible en Belgique mais observée par des instruments spatiaux belges à bord de PROBA2

Le lundi 21mai, entre 0:10 et 3:36 heure belge, la lune a projeté son ombre sur la terre. Un observateur terrien se trouvant dans cette bande d’ombre a pu voir le soleil partiellement couvert par la lune pendant plusieurs minutes. Depuis le centre de la bande d’ombre, on pouvait admirer une éclipse annulaire: la lune couvre le disque solaire mais pas complètement, l’anneau extérieur du soleil est toujours visible. Cette éclipse, qui s’est produite au milieu de la nuit, n’était pas visible depuis la Belgique.

Cependant, PROBA2, un microsatellite de l’ESA équipé d’instruments belges dédiés à l’étude du soleil a observé l’éclipse à quatre reprises. PROBA2 fait le tour de la terre en 100 minutes et a donc pu traverser quatre fois l’ombre de la lune sur la période qu’a duré le phénomène. PROBA2 est en orbite à une altitude de 700km au-dessus de la surface de la terre, ce qui a permis au satellite d’avoir un aperçu de l’éclipse plus tôt que depuis le sol: SWAP, le télescope extrême-ultraviolet (EUV) à-bord de PROBA2, a observé le premier contact le dimanche 20 Mai à 23:09 heure belge. Le dernier contact eu lieu le lundi 21 mai à 5:04 heure belge.

A côté de l’analyse du phénomène lui-même, l’éclipse solaire donne aux scientifiques de PROBA2 l’opportunité de caractériser les pixels de la camera-EUV de SWAP. Les zones où le disque lunaire couvre le soleil devraient fournir une image noire. Mais la lumière diffusée et le bruit électronique peuvent faire en sorte que le pixel soit "gris". L’éclipse solaire va aider à déterminer de quelle façon chaque pixel réagit. LYRA, un radiomètre UV-EUV, mesure le rayonnement solaire dans quatre bandes spectrales qui correspondent à différentes zones de l’atmosphère solaire, de la photosphère à la couronne. Le signal devient moins intense durant une éclipse, étant donné qu’une part de la radiation solaire est bloquée par la lune. Mais la diminution du signal au début de l’évènement, et son augmentation lorsque le satellite sort de l’ombre de la lune, ne sont pas toujours symétriques. Cet effet s’explique facilement: les régions actives qui contribuent le plus au signal de la couronne ne sont pas réparties uniformément sur le disque solaire.

La simulation montre le soleil, une balle jaune et la lune, une balle rouge. L’animation est un bel exercice de modélisation de l’orbite et des positions relatives des corps célestes.

Le canal 1 de LYRA observe le soleil dans la raie spectrale Lyman-alpha (intervalle spectral: 120-123nm, plus une possible contribution des plus grandes longueurs d’onde) Le canal 2 de LYRA observe le soleil dans le continuum Herzberg (190-222nm) Le canal 3 de LYRA observe le soleil par le biais d’un filtre aluminium (17-80nm, plus une contribution des rayons X mous en-dessous de 5nm) Le canal 4 de LYRA observe le soleil par le biais d’un filtre zirconium (6-20nm, plus une contribution des rayons X mous en-dessous de 2nm)

Les différences entre les courbes correspondant aux plus grandes longueurs d’onde (canaux 1 et 2, ultraviolet) et celles correspondant aux plus courtes longueurs d’onde (canaux 3 et 4, extrême ultraviolet [EUV] et rayons X mous [SXR]) proviennent d’une répartition inhomogène de l’émission EUV et SXR sur le disque solaire. Ces différences sont particulièrement visibles lors des second et quatrième passages dans la zone d’éclipse, au cours desquels seule une petite portion de la surface solaire était cachée par la lune, mais où celle-ci comprenait des zones actives (à comparer avec l’animation de SWAP).

Les canaux 1 et 2 ont à ce jour dégradé à un point tel qu’ils sont devenus extrêmement sensibles aux artefacts tels que manoeuvres périodiques du satellite ou changements de température. L’interprétation des données en provenance de ces canaux est dès lors délicate.

Au sujet de SWAP : Le télescope SWAP (Sun Watcher using Active Pixel system detector and image processing) a été conçu par le Centre Spatial de Liège (CSL). L’Obsevatoire Royal de Belgique en gère les activités opérationnelles. SWAP est un télescope observant l’extrême ultraviolet embarqué à-bord de PROBA2. L’instrument acquiert des images de la couronne, partie supérieure de l’atmosphère explosive et dynamique du soleil.

Au sujet de LYRA : LYRA (Large Yield Radiometer) est un instrument qui mesure le rayonnement solaire dans quatre bandes spectrales allant des rayons X mous (SXR) et de l’extrême ultraviolet (EUV) à l’ultraviolet moyen (MUV). Il a été conçu et fabriqué par un consortium belgo-Suisse.

Le Centre Scientifique Proba2 (P2SC), dont le siège est établi à l’Observatoire Royal de Belgique traite tous les aspects liés à la planification scientifique, à la gestion des opérations de SWAP et LYRA (création et envoi des listes de commandes), ainsi qu’au traitement et à la distribution des données scientifiques des deux instruments.