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Surprise : les cycles d'activité solaire se ressemblent depuis 400 ans

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Revenant sur les études de l'activité solaire depuis 400 ans, des chercheurs ont relevé plusieurs erreurs au sein des deux principales méthodes de comptage des taches sombres qui maculent notre étoile et qui sont les témoins de son activité. Les cycles au cours des siècles passés, et même au XVIIIe durant le petit âge glaciaire, seraient équivalents à ceux constatés au XXe, avec des maximums espacés de 11 ans en moyenne. Les niveaux de l'activité solaire n'auraient pratiquement pas changé.

Sur ce photomontage, les trois plus grandes taches sombres observées sur la photosphère du Soleil depuis 1947 sont réunies. © Hagan Hesley

Préoccupée par les divergences dans le dénombrement de taches solaires avant 1885, mise en place par les deux principales sources, l'une européenne et l'autre américaine, une équipe internationale de chercheurs a conduit une enquête visant à reconstituer, le plus près possible de la réalité, l'activité de notre étoile au cours de ces quatre derniers siècles. L'abondance de ces fameuses régions sombres (sunspot, en anglais) qui maculent la surface de l'astre solaire renseigne en effet les scientifiques sur l'intensité de son activité, c'est en quelque sorte son acmé.

Plus ils sont nombreux, plus leur environnement est lumineux, ce qui se traduit par une étoile sensiblement plus brillante. Le pic d'activité est atteint lorsque leur population est au plus haut. À cet égard, les astronomes ont pu vérifier que leur périodicité moyenne reste de 11 ans, avec toutefois des variations importantes dans l'abondance des taches, d'un cycle à l'autre.

Le minimum de Maunder, entre 1645 et 1715, est un exemple célèbre auquel on attribue en partie la responsabilité du petit âge glaciaire qui avait frappé certaines régions de l'hémisphère nord. Les gros points noirs avaient alors presque déserté le Soleil, ce qui aurait donc eu un impact non négligeable sur le climat de notre biosphère.

Nombre de taches sombres recensées à la surface du Soleil au fil des siècles. © Observatoire royal de Belgique, SILSO graphics

Divergences entre les sources

« Une bonne estimation de l'activité passée et présente du Soleil, notre principale source de lumière et de chaleur, est cruciale pour la compréhension des nombreux phénomènes qui se produisent sur Terre, commente Jos M. Vaquero (University of Extremadura, Espagne), coauteur de cette étude publiée dans la revue Space Science Reviewsplus particulièrement pour exclure l'implication de notre étoile dans le réchauffement global. »

Dans leurs recherches, l'équipe a par ailleurs constaté que le XXe siècle n'a pas l'apanage des pics les plus forts (comme en 1959). Pour le professeur Vaquero, « cela a été une énorme surprise d'observer qu'au cours du XVIIIe siècle, les niveaux de l'activité solaire étaient pratiquement les mêmes que maintenant ».

Le problème auquel se sont heurtés les chercheurs « est qu'il existe deux indices ou façons historiques de calculer l'activité solaire et que leurs données ne coïncident pas quand il s'agit de décrire ce qui s'est passé avant le XXe siècle ». Le premier, nommé International Sunspot Number, fut créé en 1849 par l'astronome suisse Johann Rudolph Wolf. L'observatoire royal de Belgique qui participe à ces recherches (associé à l'université Stanford et le US National Solar Observatory) a adopté cette méthode, à l'instar de centaines d'autres — dont beaucoup d'amateurs — dans le monde. Le second, désigné Group Sunspot Number, fut lancé en 1998 par les Américains Douglas V. Hoyt et K.H. Schatten. « (...) Le catalogue américain montre un niveau plus bas de l'activité solaire que l'européen, note Vaquero, ce qui cause de la confusion et des contradictions lorsque le nombre de taches solaires est utilisé dans les recherches modernes en ce qui concerne la dynamo ou le forçage solaire sur le système climatique terrestre, par exemple. »

Les erreurs mises en évidence dans les deux indices ont pu être en partie corrigées grâce aux données compilées dans les catalogues de taches solaires de l'observatoire de l'université de Valence, pour la période 1920 à 1928, et de celui de l'observatoire de Madrid, de 1876 à 1986.

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