#16.     Le Soleil

Taille et distance

Taches solaires

Quand Galilée observa le premier le Soleil en détail, il vit des taches noires à sa surface, emportées par la rotation du soleil. Pendant des siècles, les astronomes se demandèrent si ces taches étaient des nuages flottant dans l'atmosphere du soleil, mais nous savons que ce sont en réalité de grandes régions de champ magnétique, à peu près aussi intense que le champ magnétique aux pôles d'un aimant de fer. Pour certaine raisons, le champ ralentit l'écoulement de chaleur provenant de l'intérieur du soleil et maintient les taches solaires à une température légèrement plus basse que leur alentours.

Les taches solaires subissent un cycle bien connu d'environ 11.5 années (variant irregulièrement d'environ une année), durant lesquelles leur nombre augmente et diminue, tandis que la ceinture dans laquelle elles apparaissent se déplace graduellement vers l'équateur (une nouvelle ceinture apparait à la fin d'un cycle tandis que l'ancienne diminue). On a pensé que leur magnétisme, contrairement à celui de la terre, trouvait son origine près de la surface. Il serait du à une interaction entre une periode de rotation inégale du soleil (laquelle augmente de plus de 2 jours lorsqu'on se rapproche des pôles) et le mélange constant des gaz chauds près de la surface du soleil.

Eruptions

Certaines lignes spectrales (par exemple, le rouge de l'hydrogène) sont particulièrement utiles, parcequ'elles proviennent des hautes couches de l'atmosphère solaire. Quand le Soleil est observé avec des filtres qui isolent ces lignes, une soudainne luminosité est alors vue près des taches solaires, s'étendant parfois sur des dizaines de milliers de kilomètres en quelques minutes. Des évenements aussi soudains ont été appelés des éruptions solaires, et ce qui les rend spécialement intéressantes est qu'occasionellement (après une érruption proéminente) un orage magnétique apparait sur terre. Cela suggère que l'éruption laisse échapper quelques perturbations qui voyagent à travers l'espace et prennent un jour ou deux pour atteindre la terre. En considérant l'étendue de l'espace interplanétaire, une grande quantité d'énergie doit être libérée en un temps très court pour produire cet effet.

Un siècle plus tard nous savons beaucoup plus sur les éruptions, mais nous avons encore à enquêter sur le processus de libération de leur énergie. Il est généralement établit que l'énergie est issue du champ magnétique, non seulement en raison de l'association entre les éruptions et les taches solaires, mais aussi parceque seuls les champs magnétiques sont théoriquement capables de libérer une énergie aussi rapidement. Malheureusement, cela arrive apparament dans les hautes couches de l'atmosphère solaire, et aucun moyen n'existe pour observer correctement le champ magnétique à cet endroit. Depuis 1942, on a observé des gerbes d' ions provenant de certaines éruptions et dont l'énergie est comparable à celle des rayons cosmiques. Par la suite, des téléscopes détectant les rayons X furent placés en orbite (les rayons X sont arretés par l'atmosphère). Ils observèrent aussi des bouffées de rayon X parfois pendant une seconde ou deux.

Ejections de masse coronale

Parfois, des particules énergétiques et des orages magnétiques sont observés au niveau de la terre sans qu'aucune éruption exeptionelle n'ait eu lieu auparavant. Ces phénomènes peuvent être associés à un autre phénomène solaire : celui observé en 1973 par des téléscopes placés à bord de la station spatiale Skylab. Ce sont des éjections de masse coronale ("Coronal Mass Ejections" (CMEs)), des perturbations en forme de bulle s'agrandissant à mesure qu'elles s'élevent au dessus des régions où se trouvent les taches solaires.

Jusque là, les engins spatiaux avait déjà trouvé la cause des orages magnétiques sur terre associés aux éruptions solaires. Ils étaient dus à l'arrivée de fronts d'ondes de choc interplanétaires. Un front délimite le bord d'un nuage de plasma en expansion et l'on pensait que ce dernier était produit lors des éruptions.Une fois que les éjections de masse coronales furent découvertes, il sembla évident que des nuages similaires devait exister au départ de leur voyage.

Certaines éjection de masse coronales apparaissent avec les éruptions, mais pas toutes, et beaucoup de scientifiques pensent de nos jours que ces éjections sont plus fréquement associées au dégagement d'énergie magnétique par le soleil que ne le sont les éruptions. Le vrai mystère bien sur est le processus de dégagement de cette énergie.

Leséjections dans la direction de la terre ne sont pas faciles à observer, parcequ'elles sont vues avec le soleil qui brille en arrière plan. Néanmoins, les instruments à bord de l'observatoire solaire SOHO , lancé en 1996 vers le point Lagrangien L1, en est capable. Il a été utilisé depuis 1997 pour la prédiction du temps de l'espace. Après les années 2000, la NASA espère lancer une mission "solar stereo" , avec un engin spatial dans l'orbite de la terre mais à 60 ou 90 degrés de la position de la terre: un tel engin spatial serait placé pour observer par cotés les éjections de masse coronales en direction de la terre.