The tempestuous origins of the solar wind: how Parker and Solar Orbiter are probing our star’s atmosphere

Alexis Rouillard (IRAP, Leibniz IAP)

On Christmas Eve 2024, after seven Venus flybys to adjust its orbits closer to the Sun, the Parker Solar Probe reached its closest approach to the solar surface, at a distance of just under nine solar radii. The first seven years of this incredible mission have provided in situ measurements directly in the solar atmosphere and, combined with the unprecedented high resolution remote-sensing and in situ data from Solar Orbiter, have revealed  the dynamic state of young solar wind escaping the corona. The ubiquitous presence of plasma jets and magnetic field inversions, known as ‘switchbacks’, suggests that a significant fraction of the wind forms through dynamic processes involving magnetic reconnection and transient energy releases. In this presentation, we will review recent research on the variability of the solar wind as measured by the Parker Solar Probe and the Solar Orbiter. We will demonstrate how a combination of in situ measurements of the escaping wind, radial alignments between the probes, remote-sensing observations of the solar atmosphere by Solar Orbiter and advanced numerical modelling has shed new light on the fundamental processes involved in stellar wind formation. While this work provides the most complete energy budget of a stellar wind to date, it also raises new questions about the dynamism of the lower solar atmosphere.

Les origines tumultueuses du vent solaire — comment Parker et Solar Orbiter sondent l’atmosphère de notre étoile

La veille de Noël 2024, après sept survols de Vénus pour ajuster son orbite plus près du Soleil, la sonde Parker Solar Probe a atteint son point le plus proche de la surface solaire, à une distance d’un peu moins de neuf rayons solaires. Les sept premières années de cette mission ont permis d’obtenir des mesures in situ directement dans l’atmosphère solaire et, combinées aux données de télédétection et in situ de haute résolution de Solar Orbiter, ont révélé l’état dynamique du jeune vent solaire s’échappant de la couronne. L’omniprésence de jets de plasma et d’inversions de champ magnétique, appelées « switchbacks », suggère qu’une partie importante du vent se forme à travers des processus dynamiques impliquant la reconnexion magnétique et des libérations d’énergie transitoires. Dans cette présentation, nous passerons en revue les recherches récentes sur le dynamisme du vent solaire. Nous montrerons comment la combinaison des mesures in situ du vent qui s’échappe, des alignements radiaux entre les sondes, des observations de télédétection de l’atmosphère solaire par Solar Orbiter et de la modélisation numérique avancée a apporté un nouvel éclairage sur les processus fondamentaux impliqués dans la formation d’un vent stellaire. Si ces travaux fournissent le bilan énergétique le plus complet à ce jour du vent solaire, ils soulèvent également de nouvelles questions sur le dynamisme de la basse atmosphère solaire.