Depuis quelques semaines, on entend beaucoup parler de taches solaires et d’éruptions. De tempêtes géomagnétiques aussi. Et du spectacle des aurores boréales qu’elles nous offrent. Mais elles pourraient aussi mettre en péril nos sociétés. Pour nous protéger, les chercheurs tentent de percer leur secret. Qui se cache peut-être dans un champ magnétique qui prendrait naissance étonnamment près de la surface de notre Soleil.
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Le Soleil s'approche, lentement, mais sûrement, du maximum de l'activité de son cycle 25. Les éruptions se multiplient. Accompagnée, de plus en plus régulièrement, d'éjections de masse coronale qui viennent interagir avec l'atmosphèreatmosphère de la Terre. Sans conséquence autre, pour l'heure, que d'y allumer de sublimes aurores boréales. Mais les scientifiques savent que l'activité de notre Étoile pourrait bien, un jour, jouer de bien mauvais tours à nos sociétés. Un jour ? Oui, parce que jusqu'ici, ils ont toutes les peines du monde à prévoir la survenue de tempêtestempêtes solaires.
Une découverte réalisée par des chercheurs de l'université Northwestern, du MIT (Massachusetts Institute of Technology)) et de l'université d'Édimbourg (Écosse) pourrait cependant venir changer la donne. Dans la revue Nature, ils racontent comment une série de calculs complexes menés grâce à un supercalculateursupercalculateur de la Nasa leur a permis d'envisager que le champ magnétique du Soleil est généré, non pas à plus de 200 000 kilomètres en profondeur - au bas de la zone dite de convection, par les mouvementsmouvements du plasma -, mais plutôt à seulement quelque 30 000 kilomètres de la surface de l'étoile. Les simulations du flux de plasma près de la surface semblent en effet suffire à reproduire les observations.
Des simulations numériques pour percer le secret du champ magnétique solaire
« Notre travail propose une nouvelle hypothèse sur la manière dont le champ magnétiquechamp magnétique solaire est généré. Une hypothèse qui correspond mieux aux observations et, nous l'espérons, pourrait être utilisée pour faire de meilleures prévisions de l'activité solaire », rapporte Daniel Lecoanet, chercheur en dynamique des fluides astrophysiquesastrophysiques McCormick School of Engineering de Northwestern.
Rappelons que GaliléeGalilée a été le premier à documenter les taches solaires provoquées par le champ magnétique en constante évolution de notre Soleil. C'était en 1612 ! Au fil du temps, les astronomesastronomes ont appris à comprendre les mécanismes de cette dynamodynamo solaire. Mais les observations continuaient de défier les théories, même les plus séduisantes.
Alors, les chercheurs ont fait appel à des simulations numériques de pointe. De nouvelles simulations qui tiennent compte de ce que les physiciensphysiciens appellent les oscillations de torsiontorsion, un modèle cyclique de circulation du gazgaz et du plasma à l'intérieur et autour du Soleil. Celui-ci, en effet, n'est pas solidesolide. Il ne tourne pas d'un seul tenant. Sa rotation change en fonction de la latitudelatitude. Et comme le cycle magnétique solaire de 11 ans, les oscillations de torsion connaissent un cycle de 11 ans. D'où l'idée que les deux puissent être liés.
Mieux comprendre le champ magnétique du Soleil pour améliorer les prévisions de la météo spatiale
Plus encore, que le cycle magnétique et les oscillations de torsion ne soient finalement que des manifestations différentes d'un même processus physiquephysique. D'une instabilité magnétorotationnelle du même type que celle qui apparaît... dans les disques d'accrétiondisques d'accrétion autour des trous noirstrous noirs. Et alors que la théorie qui voudrait que le champ magnétique du Soleil naisse en profondeur n'explique ni les oscillations de torsion ni le schéma que suivent les taches solairestaches solaires au cours du cycle, le nouveau modèle des physiciens de l'université Northwestern fait bien apparaître les deux.
« Bien que de nombreux aspects de la dynamique solaire restent entourés de mystère, nos travaux font d'énormes progrès dans la résolutionrésolution de l'un des plus anciens problèmes non résolus de la physique théorique. Il nous manque encore des pièces au puzzle, mais savoir comment la dynamo solaire démarre est essentiel si nous espérons la comprendre et établir de meilleures prédictions de l'activité solaire », concluent les chercheurs. Une excellente nouvelle - si elle se confirme - lorsque l'on sait que les scientifiques estiment aujourd'hui qu'une tempête d'intensité similaire à la tempête géomagnétique à l'origine de l'évènement de Carrington (1859) causerait, seulement aux États-Unis, entre 1 000 et 2 000 milliards de dollars de dégâts. Sauf si les ingénieurs sont prévenus à temps pour éviter le pire...
