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Dossier : la surface du Soleil et au-delà

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Découvrez le dossier « À la découverte de l'atmosphère solaire ». Les entrailles du Soleil sont inaccessibles, et il est difficile d'observer sa surface avec une bonne résolution. Les chercheurs utilisent donc des expériences numériques pour expliquer les phénomènes qui s'y déroulent. Découvrez les événements solaires et leur simulation dans ce dossier.

Les entrailles du Soleil nous sont inaccessibles, mais les simulations numériques permettent aux chercheurs de mieux les comprendre. © DR

Extraordinaire source d'énergie, le Soleil peut aussi parfois éjecter des particules qui perturbent nos satellites. Certains phénomènes qui secouent notre étoile nous sont inaccessibles : pour mieux les comprendre, la simulation numérique est un outil précieux pour confirmer ou infirmer les observations. Et faire progresser nos connaissances sur l'astre du jour.

 

En physique solaire, comme dans tous les autres domaines de l'astrophysique, il est nécessaire de recourir à de véritables « expériences numériques ». Cette démarche scientifique vise à utiliser des méthodes de calcul numérique pour reproduire virtuellement, via des ordinateurs, les événements qui se déroulent ici et là dans notre univers.

 

Lorsque l'on s'intéresse à la surface solaire (appelée la photosphère), la première chose observée est une quantité de petits « granules » qui apparaissent et disparaissent continûment. Chacun de ces granules a une durée de vie de l'ordre de cinq minutes.

 

Les taches solaires sont les manifestations les plus connues des aspects transitoires du Soleil. Déjà observées en Chine au Ier siècle avant J.-C., Galilée les utilisa comme arguments pour réfuter le dogme aristotélicien de l'immuabilité des cieux et montrer que le Soleil, comme la Terre, n'était pas une sphère parfaite et immanente.

 

Les taches solaires ne se forment pas en un jour. Elles sont le résultat d'un processus dit d'émergence de champ magnétique, qui se déroule pendant plusieurs jours.

 

Les simulations précédentes s'intéressaient à l'apparition et à la formation des taches juste quelques milliers de kilomètres au-dessous et au-dessus de la surface solaire.

 

Les taches solaires sont donc des régions qui concentrent une quantité très importante d'énergie (jusqu'à plus de 1026 joules, soit près d'un milliard de fois celle de la bombe thermonucléaire la plus puissante ayant explosé sur Terre).

 

Les éruptions sont les phénomènes les plus violents qui ont lieu dans le Système solaire. En quelques dizaines de minutes, près d'un milliard de tonnes de matière solaire sont expulsées dans l'espace interplanétaire à une vitesse de l'ordre de 1.000 kilomètres par seconde. Cela correspond plus ou moins à pouvoir déplacer en une seconde l'ensemble de l'humanité, de Lille à Marseille.

 

La simulation numérique peut servir non seulement à étudier un problème scientifique de fond, mais aussi à tenter de recréer un événement particulier ayant eu lieu.

 

Ces simulations ne sont que quelques exemples parmi d'autres des travaux actuellement réalisés en physique solaire. Ces exemples ne sont en aucun cas exhaustifs de cette discipline.

 

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