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La caméra solaire la plus puissante de l’observatoire DKIST est maintenant en ligne
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Explorer le Soleil avec l’astronomie de proximité
Astronomie est une science souvent centrée sur des objets célestes très lointains et extraterrestres, des pulsars rayonnants aux trous noirs menaçants en passant par des images abstraites du rayonnement de fond émis lors du Big Bang. Parfois, elle se tourne vers des sujets plus proches, étudiant les planètes voisines encore mal comprises.
Source: ESO
Bien plus rarement, nous prenons en compte à quel point nous savons peu sur une étoile très importante, notre propre Soleil. Nous devons encore comprendre les cycles d’activité qu’il traverse, ainsi que ce qu’il peut nous révéler sur d’autres étoiles. En tant qu’étoile la plus proche de la Terre, il fournit des données beaucoup plus détaillées et précises que toute autre étoile que nous puissions observer.
C’est la mission du Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), une installation à l’observatoire Haleakala sur l’île hawaïenne de Maui, auparavant connue sous le nom d’Advanced Technology Solar Telescope (ATST).
DKIST a récemment subi une importante mise à niveau de son système d’imagerie, fruit de dix ans de travail. Cela pourrait débloquer un niveau de compréhension plus profond du Soleil, ainsi que potentiellement avertir du danger des tempêtes solaires pour nos systèmes électriques et électroniques humains fragiles.
Un bref historique des observations solaires et des percées
Depuis les premières découvertes des taches solaires en 1611, les astronomes ont progressivement appris davantage sur l’étoile autour de laquelle la Terre orbite.
Par exemple, ils ont découvert que le nombre de taches solaires, désormais reconnu comme reflétant l’activité magnétique du Soleil, oscille selon un schéma cyclique, mais qu’il peut également être interrompu pour des raisons inconnues pendant des décennies.
Source: NASA
Des progrès supplémentaires ont été réalisés avec l’invention de la spectroscopie au XIXth siècle, une technique capable de détecter des éléments spécifiques à partir de la lumière du Soleil, révélant sa composition atomique.
C’est en 1859 que nous avons réalisé que le Soleil pouvait affecter la Terre au-delà de l’éclairage et des conditions météorologiques, avec l’événement Carrington. Nommé d’après Richard Carrington, un astronome anglais qui a observé une tempête solaire massive ; 17 heures plus tard, cela a entraîné la défaillance et l’incendie des systèmes télégraphiques à travers le monde occidental, certains opérateurs recevant même des chocs électriques.
Cet effet fort sur les systèmes électriques était dû à la tempête géomagnétique combinée à une énorme éjection de masse coronale, dans laquelle des particules chargées du Soleil sont expulsées lors d’une explosion, créant de puissants courants électriques et des aurores boréales.
Source: Ars Technica
La nature magnétique du Soleil a été confirmée en 1908 par l’astronome américain George Ellery Hale, qui a découvert que les taches solaires possèdent des champs magnétiques plus de mille fois plus forts que ceux de la Terre.
En 1931, l’astronome français Bernard Lyot a inventé le coronographe, un télescope qui imite artificiellement une éclipse solaire en bloquant la lumière de la surface brillante du Soleil, permettant une meilleure étude de l’atmosphère solaire.
En 1976, la mission Helios est devenue la première sonde à s’approcher du Soleil davantage que l’orbite de Mercure, suivie par la sonde Parker en 2018 qui a atteint « seulement » 3,8 millions de miles du Soleil à 430 000 miles par heure. En 2020, le Solar Orbiter de l’Agence spatiale européenne (ESA) a été lancé en orbite polaire, prenant la toute première image des pôles nord et sud du Soleil.
Pourquoi l’astronomie solaire est cruciale pour la Terre et l’espace
D’un point de vue purement intellectuel, une meilleure compréhension du Soleil peut radicalement améliorer notre connaissance de l’Univers en clarifiant le fonctionnement de cette étoile en particulier, et par extension, de toute autre étoile de l’Univers. En soi, cela constitue déjà une raison suffisante pour soutenir ce type d’effort scientifique.
Mais cela pourrait également avoir de nombreux résultats pratiques. À mesure que l’humanité devient une civilisation spatiale, notamment grâce aux fusées super lourdes comme le Starship de SpaceX (SPCX ), une meilleure compréhension de l’activité solaire peut devenir cruciale pour les futures missions interplanétaires vers Mars ou au-delà, qui pourraient être dangereuses en cas de tempêtes solaires inattendues.
Ces tempêtes solaires pourraient également être très perturbatrices sur Terre si elles sont suffisamment puissantes. Rien n’indique que l’événement Carrington était un phénomène particulièrement rare. Ainsi, alors que nous dépendons de beaucoup plus de systèmes électriques qu’à l’époque du télégraphe, une telle tempête pourrait semer le chaos dans la civilisation moderne. Comprendre correctement l’activité du Soleil pourrait aider à se préparer et à estimer correctement les risques qu’un tel événement se reproduise.
“Lorsque de puissantes tempêtes solaires frappent la Terre, elles affectent les infrastructures critiques à travers le globe et dans l’espace. Des observations à haute résolution du Soleil sont nécessaires pour améliorer les prévisions de telles tempêtes dévastatrices.”
Carrie Black – directrice du programme NSF pour le National Solar Observatory de la NSF.
Outre les risques géomagnétiques, les variations de l’activité solaire ont été liées à des changements radicaux du climat, notamment la « petite ère glaciaire » de la fin du XVIIIᵉ siècle, lorsque la Seine à Paris gelait. Prédire correctement le cycle à long terme du Soleil pourrait grandement améliorer nos modèles climatiques et nous aider à mieux comprendre comment le Soleil pourrait influencer le changement climatique, pour le meilleur ou pour le pire.
Enfin, ce type de projet repousse généralement les limites de la science et de l’ingénierie telles que nous les connaissons. Il conduit souvent au développement de nouveaux matériaux, de nouveaux logiciels et, globalement, de nouvelles technologies qui peuvent trouver leur place dans d’autres applications. Par exemple, l’accélérateur de particules du CERN a été essentiel à l’invention d’Internet à ses débuts.
Qu’est‑ce que le Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) ?
Le Daniel K. Inouye Solar Telescope est le plus grand télescope solaire du monde avec une ouverture de 4 mètres, observant le Soleil des longueurs d’onde visibles à proches infrarouges.
Il fait partie du National Solar Observatory (NSO), implique plus de 1 000 scientifiques et 10 télescopes différents.
Ces grandes dimensions permettent au télescope d’atteindre une résolution d’image bien supérieure. Elles aident également à collecter suffisamment de photons du Soleil pour réaliser des mesures de polarimétrie précises (plus de détails sur cette technique ci‑dessous).
Parmi les autres capacités importantes du télescope figure la capacité de détecter simultanément les longueurs d’onde proche ultraviolet et infrarouge, permettant de créer un modèle 3D de l’atmosphère solaire. Il capture également des images très rapidement, de sorte que ce modèle puisse saisir la dynamique changeante de l’atmosphère solaire et mesurer indirectement ses champs magnétiques.
Le télescope est actif depuis 2022 et est progressivement équipé d’instruments scientifiques supplémentaires pour analyser la lumière solaire qu’il collecte.
Le site d’Hawaï a été choisi grâce à la combinaison de nombreux jours de ciel clair chaque année et de faibles niveaux de pollution atmosphérique au milieu de l’océan Pacifique.
À l’intérieur du télescope DKIST : composants et capacités
Le site du télescope est un complexe assez vaste, avec des bâtiments à plusieurs niveaux soutenant l’observatoire lui‑même.
Source: National Solar Observatory – NSO
Le télescope lui‑même est monté sur une machinerie complexe permettant un contrôle ultra‑précis de son mouvement et une observation stable. Il comprend tous les roulements, contrôleurs, entraînements et équipements utilisés pour orienter, suivre et déplacer ces optiques et instruments lors des opérations scientifiques.
Source: National Solar Observatory – NSO
Il possède le miroir primaire de 4,2 mètres (165 pouces) qui constitue le cœur du télescope. Il est fabriqué en verre Zerodur avancé, un matériau céramique spécial produit par la société Schott. Le miroir est poli à une rugosité de surface de 2 nanomètres. Il est soutenu par un contrôle thermique strict ainsi que par une protection thermique.
Source: National Solar Observatory – NSO
L’assemblage optique supérieur (TOE) sert à protéger la lumière reçue et l’instrument des interférences indésirables, comme par exemple la chaleur et la lumière réfléchie.
Source: National Solar Observatory – NSO
La lumière reçue du Soleil est ensuite reflétée et acheminée vers plusieurs instruments optiques, notamment les spectrographes Coudé.
Source: National Solar Observatory – NSO
Imagerie avancée avec le Visible Tunable Filtergraph (VTF)
Il s’agit du 5th instrument connecté au DKIST, et le plus important. Il permet une analyse extrêmement détaillée de la lumière solaire capturée par le télescope.
Cela devrait permettre aux scientifiques de déterminer la vitesse d’écoulement du plasma solaire et l’intensité du champ magnétique à la surface visible du Soleil ainsi que dans les couches de gaz adjacentes au-dessus.
Le VTF a réalisé son « premier éclair » en avril 2025, produisant une image impressionnante d’une tache solaire plus grande que les États‑Unis continentaux, l’image totale couvrant une zone de 25 000 kilomètres sur 25 000 kilomètres (15 500 miles).
Source: NSO
Dans les futures opérations scientifiques, lorsque les données seront largement post‑traitées, la résolution de l’image s’améliorera davantage. La vérification scientifique et la mise en service devraient commencer en 2026 et lancer une longue carrière d’observation pour le télescope.
Les images atteignent une résolution spatiale d’environ 10 kilomètres par pixel et une résolution temporelle de plusieurs centaines d’images par seconde.
“Ces images sont quelque chose qu’aucun autre instrument du télescope ne peut réaliser de la même manière. Je suis enthousiaste à l’idée de voir ce qui est possible à mesure que nous complétons le système.”
Visible Tunable Filtergraph: taille, spécifications et conception
Comment le VTF utilise la spectrométrie pour analyser le Soleil
Le VTF est un équipement massif, pesant 5,6 tonnes et occupant une empreinte à peu près de la taille d’un petit garage, s’étalant sur deux étages.
Il a été développé pendant 15 ans à l’Institut de physique solaire de Fribourg (Allemagne), un processus presque aussi long que le développement du reste du télescope solaire lui‑même.
Contrairement aux spectromètres classiques qui dispersent la lumière comme un arc‑en‑ciel, le VTF utilise un étalon, une paire de plaques de verre espacées avec précision de plusieurs dizaines de microns, pour prendre une image à une longueur d’onde lumineuse précise.
Source: NSO
Il prend plusieurs centaines d’images en quelques secondes, similaire à la prise d’une série de photographies avec différents filtres de couleur.
Avec trois caméras synchronisées à haute précision de différentes couleurs, il combine ces images pour créer une vue tridimensionnelle des structures solaires et analyser leurs propriétés de plasma.
“Voir ces premiers scans spectraux était un moment surréaliste. C’est quelque chose qu’aucun autre instrument du télescope ne peut réaliser de la même façon. Cela a marqué l’aboutissement de mois d’alignement optique, de tests et de travail d’équipe transcontinental.”
Un deuxième étalon sera ajouté au système d’ici la fin 2025, le rendant encore plus précis.
“Ce n’est que le début, et je suis enthousiaste à l’idée de voir ce qui est possible à mesure que nous complétons le système, intégrons le deuxième étalon et avançons vers la vérification scientifique et la mise en service.”
Comment la polarimétrie aide à révéler les champs magnétiques du Soleil
La lumière se déplace sous forme d’ondes qui peuvent osciller dans différentes directions. La polarimétrie est la technique de mesure de la direction dans laquelle ces ondes lumineuses oscillent.
Les champs magnétiques solaires, n’affectant pas évidemment les couleurs de la lumière, peuvent la polariser. Ainsi, ils peuvent révéler des détails cachés du champ magnétique solaire.
Le VTF pourra également mesurer simultanément la polarisation et la couleur, le tout en 3D, créant un niveau de détail sans précédent dans les images du Soleil.
En fin de compte, la combinaison de toutes ces informations (spatiales, temporelles, spectrales et magnétiques) conduira à une compréhension beaucoup plus profonde des mécanismes internes du Soleil.
Investir dans une entreprise d’optique avancée et de verre
Corning Incorporated
GLW Graphique du prix
Alors que les télescopes repoussent les limites de la fabrication de verre avancé avec précision, cela ouvre également de nombreuses possibilités industrielles dans des secteurs aussi variés que l’automobile, les semi‑conducteurs, l’IA, la défense, la biotechnologie, les soins de santé, etc. Le marché de l’optique avancée représente 310 milliards de dollars, avec une croissance prévue de 9,2 % CAGR jusqu’en 2032.
Corning est une entreprise de verre et d’optique qui existe depuis 170 ans. Au cours de son histoire, elle a produit les premières ampoules en verre pour l’éclairage électrique de Thomas Edison, la première fibre optique à faible perte, les substrats cellulaires qui permettent les catalyseurs, et le premier verre de protection résistant aux dommages pour les appareils mobiles.
Source: Corning
Aujourd’hui, l’entreprise se concentre sur les technologies de base de la fabrication du verre et de la céramique, ainsi que sur les technologies de physique optique, qui partagent des processus de fabrication et des marchés finaux communs.
Source: Corning
Cette interconnexion des technologies permet à l’entreprise de partager des capacités communes de fabrication, de recherche et d’ingénierie entre ses différentes gammes de produits. Avec plus de 52 000 employés, plus de 77 sites de production dans le monde et plus de 10 centres de R&D, l’entreprise est un acteur majeur dans son créneau.
Source: Corning
L’entreprise profite du boom de l’IA et de la construction de centres de données (fibres optiques), ainsi que de la consommation globale de verre spécialisé dans les écrans et la biotechnologie.
Corning ne devrait pas être fortement impactée par les tarifs, car 90 % des revenus américains proviennent de produits d’origine américaine. Très peu des ventes réalisées en Chine proviennent d’installations américaines, 80 % des ventes chinoises étant réalisées en Chine.
Les tarifs pourraient même aider, car Corning s’introduit sur le marché des panneaux solaires, avec le contrôle stratégique de Hemlock Solar, afin de produire des panneaux fabriqués aux États‑Unis, alors que les panneaux solaires asiatiques (pas seulement chinois) sont soumis à des tarifs à quatre chiffres. 80 % de la capacité a déjà été sécurisée grâce aux engagements des clients.
Le solaire a beaucoup de sens pour l’entreprise, le silicium étant au cœur de son expertise de fabrication, ayant produit du polysilicium pendant 60 ans, y compris du silicium ultra‑pur (99,9999999999 % pur) et lançant maintenant la production de plaquettes de silicium, un produit importé à 100 % aux États‑Unis.
Source: Corning
L’entreprise s’intéresse également à d’autres technologies avancées où son expertise du verre et de la céramique pourrait offrir un avantage solide, notamment le verre pliable, la réalité augmentée, la capture du carbone, etc.
Source: Corning
Dans l’ensemble, Corning est une entreprise très technique, avec une fabrication localisée qui ne devrait pas souffrir de la déglobalisation. Elle adopte également de nouveaux marchés qui correspondent à son ensemble de compétences de base, notamment le solaire et les communications optiques / l’infrastructure IA. Cela en fait à la fois une entreprise relativement conservatrice qui creuse davantage son créneau, mais aussi une action à fort potentiel de croissance sur les marchés de haute technologie.
Dernières nouvelles sur Corning Inc.
Pourquoi étudier le Soleil pourrait aider à prévenir une catastrophe du réseau électrique
Certaines des réalisations les plus impressionnantes de la science sont accomplies pour des projets relativement obscurs ou théoriques, comme par exemple la compréhension des mécanismes internes du Soleil.
Cela dit, cela possède de nombreuses applications potentielles, comme rendre les voyages spatiaux plus sûrs, prévenir une tempête géomagnétique catastrophique capable de faire tomber notre réseau électrique et nos appareils électroniques, ou améliorer la modélisation du climat terrestre.
Une meilleure compréhension des mécanismes internes du Soleil devrait fournir des connaissances approfondies en physique des plasmas. Après tout, le Soleil est essentiellement un gigantesque réacteur de fusion nucléaire fonctionnant juste à notre porte.
Il ne serait donc pas surprenant qu’à long terme, cela aide également à mieux comprendre le plasma, une étape cruciale vers la fusion nucléaire commerciale, qui détient la clé d’une énergie illimitée et abondante.
