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Les granules à la surface solaire

Dossier - À la découverte de l'atmosphère solaire
DossierClassé sous :Astronomie , soleil , activité solaire

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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 se déroulent au cœur de son atmosphère. Découvrez les événements solaires et leur simulation dans ce dossier.

  
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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.

Surface du sol du soleil. © NASA / JAXA, Wikimedia commons, DP

Ces granules, d'une taille de l'ordre du millier de kilomètres, sont présents en permanence sur l'ensemble du disque solaire. N'étant pas directement liés à l'activité du Soleil et à ses perturbations les plus importantes, ils constituent ce qui est communément appelé le « Soleil calme ». Le Soleil calme et les granules couvrent la totalité du disque solaire, mis à part les régions où se trouvent les taches solaires.

Les granules constituent le « Soleil calme ». Sur cette série d'images figurent des observations (à gauche), une simulation numérique des structures en « granules » (au centre) ainsi que la taille de la Terre à la même échelle (à droite). © Sunrise, image adaptée de M. Carlson et al., The Astrophysical Journal, 2004

Transferts d'énergie et mouvements de convection

Les simulations numériques permettent de comprendre l'origine de ces granules. Ceux-ci doivent leur existence aux transferts d'énergie et aux mouvements de convection qui ont lieu au niveau de la surface solaire.

Ces granules correspondent à de grandes structures de plasma, similaires à des bulles. Au centre, au niveau des zones les plus brillantes, la matière solaire s'élève tandis qu'elle chute au niveau des bords, dans les régions sombres.

L'animation associée présente un survol fictif de ces granules. Celle-ci découle d'une simulation numérique qui tente de montrer les différents aspects des granules en fonction de l'angle de vue. Cette simulation a été réalisée par Mats Carlson de l'université d'Oslo sur les centres de calcul de haute performance norvégiens. Cette simulation réaliste met en valeur la structure tridimensionnelle des granules. Elle permet de comparer plus facilement les observations à différents endroits de la surface solaire avec nos connaissances théoriques.