Le coronographe CLIMSO

Le Soleil représente à lui seul plus de 99 % de la masse du système solaire. Son énergie a rendu possible la vie sur Terre en apportant chaleur et lumière, permettant ainsi la présence d’eau à l’état liquide et la photosynthèse des végétaux.
L’intérieur du Soleil, sous la surface visible nommée photosphère, est inaccessible à l’observation directe. On ne peut donc que tenter de deviner ce qui s’y passe, à l’aide de théories ou de modèles.
La température du Soleil va en décroissant, depuis le cœur où est concentrée la source d’énergie à 15 millions de degrés, jusqu’à la photosphère, sa surface visible, à 5800 degrés.
Il est logique de penser que la température va continuer de décroître en s’éloignant encore de la source d’énergie, comme prévu par les lois de la thermodynamique !.
Et pourtant, la couronne, située au delà de la photosphère, se trouve à plus de 2 millions de degrés.
Parmi d’autres mystères, notre système solaire est baigné dans un flot de particules de protons et d’électrons, éjecté du Soleil en continu à de très grandes vitesses.

L’observation de la couronne présente donc un grand intérêt, tant pour ses propres aspects mal connus, que comme « révélateur » des phénomènes produits dans les couches plus profondes du Soleil.

C’est l’astronome Bernard Lyot qui, en 1931, construit le premier coronographe,  au Pic du Midi, et photographie la couronne solaire, étudie son spectre et en obtient des images monochromatiques à l’aide d’un spectrohéliographe. Pour obtenir une meilleure résolution temporelle il conçoit le filtre monochromatique qui permet d’observer le Soleil dans une seule longueur d’onde.

Le coronographe est un instrument permettant d’observer la couronne (le pourtour) du Soleil : la lentille d’entrée du coronographe utilise une optique simple peu diffusante. Son rôle est de former l’image du soleil sur un disque occulteur. Ce dispositif permet de bloquer la lumière émise par la surface solaire, et ne laisse passer que celle de la couronne. Plusieurs lentilles et un diaphragme inventé par Lyot permettent de transporter cette image vers le dispositif d’observation tout en se débarrassant des lumières parasites générées par les optiques précédentes.

L’instrument CLIMSO, installé en 2007, a fait suite au coronographe HACO qui était utilisé pour des observations quotidiennes de la couronne solaire en Hα (Hydrogène à 20000°K).

CLIMSO dispose de 4 voies optiques pour observer 6 longueurs d’onde différentes (Illustration 17) :
– un coronographe dit C1 pour l’observation de la couronne froide (20 000°K) en Hα (656.28 nm) assure la continuité du programme HACO.
– un coronographe dit C2 pour l’observation de la couronne chaude dans HeI (1083.0 nm) jusqu’à 80000°K, Fe XIII (1074.9 nm, 1079.8 nm, 1077.0 nm continuum inter raies) à 1 800 000°K.
– une lunette Coronado L1 pour l’observation de la surface (« ions légers ») en Hα  (656.28 nm) à 20 000°K.
– une lunette Coronado L2 pour l’observation de la surface (« ions lourds », activité maillage magnétique) Ca II (K1v: 393.3673 et K3: 393.3686 nm) à 40 000°K

A l’arrière des tubes optiques, la saisie des images solaires est assurée par quatre caméras d’instrumentation à haute résolution. Dotées d’une dynamique exceptionnelle, ces caméras monochromes permettent de détecter plus de 64 000 niveaux de gris différents !

Les Observateurs Associés

Dans les années 90, l’arrivée de l’informatique et de l’imagerie numérique a permis d’observer en continu la Couronne Solaire. Cependant, le budget de la recherche étant limité, il était impossible de faire venir des professionnels pour cette activité.
Jacques-Clair Noëns a rapidement pris conscience que la constitution d’une équipe d’observateurs bénévoles était nécessaire.
C’est ainsi que progressivement, une équipe d’une soixantaine de personnes s’est constituée.
A partir de juillet 1998, l’Observatoire Midi-Pyrénées a cessé de prendre en charge les frais de séjours des observateurs en mission au Pic.
Quelques observateurs ont donc décidé de s’unir et de fonder une association loi 1901, baptisée « Les Observateurs Associés ».
L’enjeu était de taille : trouver et gérer le financement nécessaire à la prise en charge de leur hébergement au Pic, permettant ainsi la poursuite des observations. Christian Latouche, président de l’entreprise Fiducial, s’est intéressé à cette action. Un contrat de parrainage régissant les relations entre Fiducial et l’association fut alors signé en décembre 99. Il permet aujourd’hui d’assurer la continuité des programmes de coronographie solaire au Pic du Midi.

Liens :

• site http://climso.fr avec un exposé très pédagogique sur le Soleil
• film « Flammes du Soleil » d’après les images de Bernard Lyot : https://www.canal-u.tv/video/cerimes/flammes_du_soleil.9171
• article scientifique de Bernard Lyot publié en 1932 (en français) : http://www.bibnum.education.fr/physique/astronomie/le-coronographe-de-bernard-lyot-au-pic-du-midi