Des ondes de Rossby ont été découvertes dans le Soleil ! Ici, une éruption solaire de grande taille observée par le satellite SDO. © Nasa

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Des ondes de Rossby découvertes dans le Soleil

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Par Laurent Sacco, Futura

Sur Terre, les vents et les courants marins oscillent sous forme d' « ondes de Rossby », mais ces ondes ne se situent pas uniquement sur notre planète. Pour preuve, les physiciens viennent d'en trouver... dans l'atmosphère du Soleil ! La météorologie solaire devrait profiter de cette formidable découverte.

  • Les ondes de Rossby apparaissent dans les écoulements de fluides dans des référentiels en rotation.
  • Les ondes de Rossby sont aussi appelées « ondes planétaires » car elles apparaissent dans l'atmosphère et les océans de la Terre et sont de grandes tailles.
  • Les ondes de Rossby influencent la météorologie.
  • On vient de trouver des ondes de Rossby dans l'atmosphère du Soleil avec Stereo et SDO.
  • La météorologie solaire devrait progresser avec cette découverte.

La mécanique des fluides dans des référentiels en rotation (par exemple, la Terre) est un domaine fascinant de la physique. On la rencontre en particulier sur notre planète lorsque l'on cherche à comprendre les écoulements d'air dans l'atmosphère, les courants marins dans les océans ou encore les courants de matière en fusion dans le manteau ou le noyau de la Terre. Elle est également à l'œuvre dans les autres atmosphères planétaires et, bien sûr, aussi, dans celle du Soleil.

Il entre alors en jeu la fameuse force de Coriolis (découverte par l'ingénieur français Gaspard-Gustave Coriolis). Ainsi, un objet ou une masse d'air qui se déplace à la surface de la Terre verra sa trajectoire dévier vers sa droite dans l'hémisphère nord et vers sa gauche dans l'hémisphère sud sous l'effet de cette force (la droite étant définie lorsqu'on regarde vers l'avant du déplacement). Des vents qui montent de l'équateur vers le pôle nord seront donc déviés vers l'est. Il faut tenir compte de la force de Coriolis pour obtenir de bonnes prédictions météorologiques, notamment parce qu'elle agit sur les dépressions et les anticyclones.

Quelques explications sur les ondes de Rossby sur Terre et leur rôle en météorologie. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Potsdam Institute

Les physiciens solaires cherchaient ces ondes depuis des années

Parmi les effets importants de la force de Coriolis, notons l'apparition d'un type d'ondes dans l'atmosphère et les océans de la Terre : les ondes de Rossby. Ces ondes ont été découvertes au début du XXe siècle par le physicien suédois Carl-Gustaf Rossby (1898-1957) qui leur a donné son nom. Elles sont aussi appelées « ondes planétaires » parce qu'elles se manifestent à de très grandes échelles sous la forme de mouvements ondulatoires de la circulation atmosphérique ou océanique, comme le montre bien la vidéo ci-dessus.

Cela faisait des années que les physiciens solaires cherchaient l'équivalent des ondes de Rossby dans le plasma de la fournaise de l'atmosphère solaire, et pour cause : la physique de cette atmosphère se déroule, comme dans le cas de la Terre, dans un référentiel en rotation. Or, justement, un groupe de ces physiciens vient de faire savoir, via un article publié dans Nature Astronomy, qu'il aurait enfin débusqué ces ondes de Rossby solaires. Il s'agit cependant, dans le cas présent, d'ondes de Rossby magnétiques.

Tout comme leurs cousines sur Terre, ces ondes de Rossby doivent influencer de façon non négligeable les caprices de la météorologie du Soleil. Elles devraient donc être en relation avec la formation des taches et des éruptions solaires.

Les observations de SDO pendant sept ans montrent bien le cycle de l'activité solaire. © Nasa Goddard

SDO, Stereo et la météorologie solaire

Cette découverte a été rendue possible grâce aux données collectées entre 2011 et 2014 par un trio de satellites, le Solar Dynamics Observatory (SDO) et le duo du Solar Terrestrial Relations Observatory (Stereo), qui a permis de couvrir toute la surface du Soleil en permanence, comme le font les satellites météorologiques sur Terre.

Grâce à cette découverte, la météorologie solaire devrait progresser dans les années à venir. Le sujet est d'importance car les colères du Soleil peuvent endommager les satellites, dont notre civilisation dépend tant, par exemple en produisant des électrons tueurs.

Prédire ces colères est également important pour les futures missions martiennes habitées, tout comme pour les futurs colons de Mars, ceux de la Lune ou encore ceux des mythiques colonies géantes du point de Lagrange L5. Il est possible aussi que l'on comprenne mieux ce qui se passe avec le cycle de onze ans des taches solaires.

Une éruption solaire gracieuse filmée par SDO  Le satellite d'observation solaire SDO a filmé durant plusieurs heures le 2 avril 2014 une éruption d'intensité M6.5, c'est-à-dire plutôt modeste. Les couleurs jaune et rouge sont fausses, correspondant en fait à deux bandes dans l'ultraviolet. Les arches et les jets s'étendent sur des centaines de milliers de kilomètres. © Nasa, SDO, Goddard Space Flight Center