SOLEIL
Vers de nouvelles connaissances
Il y a encore de belles découvertes à faire sur le fonctionnement du Soleil. L’identification des modes de gravité est encore âprement discutée. La sismologie locale, et en particulier la détection des régions actives sur la face opposée du Soleil, va permettre de caractériser la fabrication locale du champ magnétique (on parle de dynamo locale). L'évolution du champ magnétique global est déterminée par le fonctionnement de la dynamo solaire dont beaucoup de mécanismes restent inconnus : comment expliquer par exemple l'émergence de taches dites unipolaires (c’est-à-dire dont l’ancrage d’une des polarités de la boucle magnétique ne se fait pas dans une autre tache à proximité mais dans une zone plus diffuse) ? Ce champ magnétique global et la luminosité solaire sont étroitement liés par une loi qui reste à formuler. La température élevée de la couronne solaire peut être expliquée par de multiples processus dont l'importance respective est encore mal établie. L'un de ces mécanismes, dit de nanoflares, fait appel à des reconnexions du champ magnétique intervenant à très petites échelles spatiales, que l'instrumentation existante ne peut résoudre. Par manque de mesures et de diagnostics précis, l'abondance des éléments (hydrogène, hélium, métaux…) est encore mal connue dans la chromosphère, la couronne et les vents solaires.
La modélisation elle-même, qui a fait des progrès gigantesques, devra tenir compte à la fois des très petites et des très grandes échelles spatiales et temporelles. Si l’on considère une maille spatiale de 70 × 70 kilomètres – ce qui est très modeste – pour toute la surface du Soleil et 10 kilomètres en altitude (jusqu'à 10 000 km) ainsi qu’un pas temporel de 10 secondes pour une journée, on arrive, pour décrire la variation de toute grandeur, à plus d'une dizaine de billions d’opérations…
Les instruments d'observation ne cessent de s’améliorer. Le ballet autour du Soleil des missions spatiales Soho (Solar and Heliospheric Observatory, satellite lancé en 1995), SDO (Solar Dynamics Observatory, lancé en 2010), Parker Solar Probe et Solar Orbiter fournit de nombreuses données complétant celles qui proviennent d'observatoires au sol. Notons d’abord le télescope américain solaire Daniel-K-Inouye (DKIST) implanté à Hawaï. Avec son miroir de 4 mètres de diamètre, il a produit, lors de sa phase de réglage, des images exceptionnelles de la granulation et des taches solaires, qui ont été dévoilées en janvier 2020. À échéance plus lointaine, l'EST (European Solar Telescope), dont le diamètre est de 4,2 mètres, sera installé à la fin des années 2020 aux îles Canaries.
D'ambitieuses missions spatiales sont d'ores et déjà programmées, comme la mission japonaise Solar-C après 2025. À plus long terme, d’autres sont prévues vers les points de Lagrange L4 et L5, points d'équilibre dynamique entre le Soleil et la Terre, positionnés à une distance d'une unité astronomique de la Terre, la précédant et la suivant respectivement sur son orbite. Les coronographes embarquéspermettront d'observer les CME qui se dirigent vers la Terre. D'autres missions passant (et même restant) au-dessus des pôles du Soleil compléteront notre connaissance du champ magnétique (et donc de la dynamo solaire).
Toutes ces nouvelles données amélioreront notre compréhension du système Terre-Soleil et en particulier l'effet (si ce n'est la prédiction) des événements solaires sur notre planète. Les « météorologues de l'espace » s'y emploient déjà. Ces informations acquises sur le Soleil permettront aussi de mieux connaître d'autres étoiles, leurs activités, leur magnétisme, leurs vents et leurs impacts sur les exoplanètes (y compris la vie susceptible de s'y développer) qui les entourent.[...]
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Écrit par
- Jean-Claude VIAL : directeur de recherche émérite à l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS-université Paris-Sud, université Paris-Saclay), Orsay
Classification
Médias
Les différentes couches du Soleil
Encyclopædia Universalis France (photos : NASA)
Exemple de réactions thermonucléaires au cœur du Soleil
Encyclopædia Universalis France
Exemples de trajectoires d’ondes acoustiques à l’intérieur du Soleil
Encyclopædia Universalis France
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