Le Soleil est entouré de mystère. Les habitants de la Terre se trouvent à environ 150 millions de kilomètres du Soleil et n’ont qu’une vue limitée de l’étoile. Ajoutez à cela que la surface du Soleil est brûlante et qu’il éjecte constamment des particules à une vitesse d’environ 1 million de kilomètres par heure. Il n’est donc pas surprenant que les chercheurs et les astronomes continuent de découvrir de nouvelles choses sur le Soleil. Aujourd’hui, les astronomes ont résolu un conflit qui durait depuis une décennie entre la structure interne du Soleil, déterminée par les oscillations solaires (héliosismologie), et la structure dérivée de la théorie fondamentale de l’évolution stellaire, qui repose sur des mesures de la composition chimique du Soleil actuel.
Le Soleil, par exemple, contient beaucoup plus d’oxygène, de silicium et de néon qu’on ne le pensait auparavant. En outre, les technologies utilisées pour offrir des prédictions beaucoup plus précises des compositions chimiques stellaires en général.
Que faire lorsqu’une approche éprouvée pour estimer la composition chimique du Soleil se heurte à une méthode nouvelle et exacte pour cartographier la structure interne du Soleil ? Jusqu’à ce que de récents calculs réconcilient cette apparente divergence, les astronomes étudiant le Soleil ont été confrontés à cette situation.
La méthode utilise l’analyse spectrale, qui décompose la lumière en ondes de différentes longueurs. Des lignes sombres peuvent être observées dans les spectres stellaires, suggérant l’existence de composants chimiques spécifiques. Dès 1920, ces lignes ont été associées à la température et à la composition chimique de l’étoile. Selon les experts, le Soleil et d’autres étoiles comparables sont principalement constitués d’hydrogène et d’hélium. Les observations de l’atmosphère solaire rapportées en 2009 ont été utilisées pour calibrer ce modèle standard.
Selon le modèle héliosismique, la zone de convection à l’intérieur du Soleil, où la matière se mélange activement et transfère de l’énergie des couches internes aux couches externes, est nettement plus importante que ce que prévoit le modèle standard. D’autres calculs, comme la quantité totale d’hélium dans le Soleil, sont également erronés.
En examinant les modèles sur lesquels sont basées les estimations spectrales de la composition chimique du Soleil, Ekaterina Magg, Maria Bergemann et leurs collègues ont réussi à résoudre ce problème. Ils ont dressé une liste de tous les éléments chimiques qui correspondent aux théories modernes du développement stellaire.
Magg a déclaré qu’ils ont découvert que le Soleil contenait 26 % d’éléments plus lourds que l’hélium de plus que ce que les recherches précédentes avaient conclu. La valeur de l’abondance de l’oxygène était également supérieure de près de 15 % à celle des études précédentes, a ajouté Magg.
La disparité inexpliquée entre les résultats de ces modèles et les données héliosismiques disparaît lorsque ces nouvelles valeurs sont utilisées comme données d’entrée pour les modèles actuels de structure et d’évolution solaires. L’étude approfondie de la formation des lignes spectrales résout le dilemme de l’abondance solaire.
