Une équipe de chercheurs du département d’aéronautique et d’astronautique de l’université de Washington propose un nouveau modèle de mouvement du plasma qui expliquerait le cycle de 11 ans des taches solaires, les inversions magnétiques et d’autres phénomènes solaires jusqu’alors inexpliqués.
L’observatoire de dynamique solaire (SDO) de la NASA a capturé cette image du Soleil avec des taches solaires en février 2013. L’image combine les images de deux instruments SDO : l’imageur héliosismique et magnétique (HMI), qui prend des photos en lumière visible montrant les taches solaires, et l’ensemble d’imagerie avancée (AIA), qui a pris une image dans la longueur d’onde de 304 angströms montrant la basse atmosphère du Soleil, qui est colorée en rouge. Crédit image : NASA / SDO / AIA / HMI / Goddard Space Flight Center.
“Notre modèle est complètement différent d’une image normale du Soleil. Je pense vraiment que nous sommes les premières personnes à vous expliquer la nature et la source des phénomènes magnétiques solaires – comment le Soleil fonctionne”, a déclaré le professeur Thomas Jarboe de l’Université de Washington.
Le modèle de l’équipe montre qu’une fine couche sous la surface du Soleil est la clé de bon nombre des caractéristiques que nous voyons depuis la Terre, comme les taches solaires, les inversions magnétiques et le flux solaire, et est étayé par des comparaisons avec les observations du Soleil.
“Les données d’observation sont essentielles pour confirmer notre image de la façon dont le Soleil fonctionne”, a noté le professeur Jarboe.
Dans le nouveau modèle, une fine couche de flux magnétique et de plasma, ou d’électrons flottant librement, se déplace à des vitesses différentes sur différentes parties du Soleil.
La différence de vitesse entre les flux crée des torsions magnétiques, appelées hélicité magnétique, qui sont similaires à ce qui se passe dans certains concepts de réacteurs à fusion.
“Tous les 11 ans, le Soleil fait croître cette couche jusqu’à ce qu’elle soit trop grande pour être stable, puis elle se détache. Son départ expose la couche inférieure de plasma qui se déplace dans la direction opposée avec un champ magnétique inversé”, a déclaré le professeur Jarboe.
Lorsque les circuits des deux hémisphères se déplacent à la même vitesse, davantage de taches solaires apparaissent.
Lorsque les circuits ont des vitesses différentes, l’activité des taches solaires est moindre. Ce décalage peut s’être produit pendant les décennies de faible activité des taches solaires connues sous le nom de “minimum de Maunder”.
“Si les deux hémisphères tournent à des vitesses différentes, alors les taches solaires près de l’équateur ne correspondront pas, et l’ensemble mourra”, a déclaré le professeur Jarboe.
“Les scientifiques avaient pensé qu’une tache solaire était générée en bas, à 30% de la profondeur du Soleil, puis remontait en une corde tordue de plasma qui ressort.”
Au lieu de cela, le nouveau modèle montre que les taches solaires se trouvent dans les “supergranules” qui se forment dans la fine couche de plasma souterraine qui, selon les calculs de l’étude, a une épaisseur de 150 à 450 km, soit une fraction du rayon du Soleil de 695 700 km.
“La tache solaire est une chose étonnante. Il n’y a rien là, et puis tout d’un coup, vous le voyez en un éclair”, a déclaré le professeur Jarboe.
D’autres propriétés expliquées par le nouveau modèle incluent le flux à l’intérieur du Soleil, l’action de torsion qui conduit aux taches solaires et la structure magnétique totale du Soleil.
“Cet article est susceptible de provoquer d’intenses discussions. J’espère que les scientifiques verront leurs données sous un jour nouveau et disposeront d’un nouvel outil pour comprendre ce que tout cela signifie”, a déclaré le professeur Jarboe.
Le modèle de l’équipe est décrit dans un article publié dans le magazine Physique des plasmas.
