Alors que le Soleil doit sa couleur à sa température de surface proche de 6.000°C, le thermomètre s'affole jusqu'à près d'un million de degrés à une altitude de 10.000 kilomètres ! Cette valeur surprenante est reliée au magnétisme intense et complexe de notre étoile.
Celui-ci se manifeste notamment par l'apparition à sa surface de taches sombres et de boucles coronales. Celles-ci peuvent se déstabiliser et être à l'origine d'éruptions et d'éjection de nuages magnétiques. Ces nuages forment des sortes de tempêtes, dans un flot continu de matière (le vent solaire) qui s'échappe de la surface chaude de notre étoile sous forme de particules accélérées (hydrogène et hélium ionisés, électrons). Ce vent solaire atteignant des vitesses supersoniques constitue une gigantesque « bulle », l'héliosphère, qui module le flux de rayonnements cosmiques.
Encore plus proche du Soleil que Mercure, Solar Orbiter pourra simultanément observer en haute résolution les taches associées aux éruptions dans la zone équatoriale et analyser le vent solaire in situ produit par chaque éruption. De plus, il sortira du plan de l'écliptique (plan de l'orbite de la Terre autour du Soleil) afin d'observer pour la première fois en continu les pôles où les scientifiques pensent trouver des clés pour comprendre le mécanisme de dynamo fluide, à l'origine des cycles magnétiques de onze ans du Soleil.
L'instrument Stix (Spectrometer/telescope for Imaging X-rays) enregistrera l'heure et la localisation des éruptions en précisant l'intensité et les spectres des électrons accélérés, émetteurs des rayons X.
Des équipes de l'Irfu ont conçu et réalisé le plan focal de Stix, constitué de 32 détecteurs « Caliste » composés chacun d'un cristal en tellurure de cadmium (CdTe) derrière lequel se trouve un circuit intégré de lecture (Asic). La société 3D-Plus, leader mondial dans la conception, la réalisation et la commercialisation de composants électroniques 3D, a contribué à l'intégration de la microélectronique des détecteurs Caliste.
L'Irfu contribue également à Solar Orbiter par des simulations numériques 3D du Soleil en calcul haute performance sur les supercalculateurs du CEA-TGCC (Très grand centre de calcul du CEA) via une allocation GENCI (Grand équipement national de calcul intensif) et par des développements logiciels pour l'analyse des données de la sonde.