Le soleil peut avoir une double personnalité, suggèrent des simulations

Le soleil peut avoir une double personnalité, suggèrent des simulations
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Les taches solaires apparaissent à la surface du soleil de la Terre. Crédit: NASA / SDO

Des chercheurs du CU Boulder ont découvert des indices selon lesquels l’étoile préférée de l’humanité aurait peut-être une double personnalité, avec des divergences intrigantes dans ses champs magnétiques qui pourraient contenir des indices sur la propre "horloge interne" du soleil.


Les physiciens Loren Matilsky et Juri Toomre ont mis au point une simulation informatique de l'intérieur du soleil afin de capturer la tourmente intérieure de l'étoile. Au cours du processus, l'équipe a repéré quelque chose d'inattendu: à de rares occasions, la dynamique interne du soleil pouvait sortir de ses routines habituelles et basculer dans un autre état – un peu comme un super-héros échangeant cape et capuchon contre des vêtements civils.

Bien que les découvertes ne soient que préliminaires, ont déclaré Matilsky, elles pourraient s’aligner sur des observations réelles du soleil remontant au 19e siècle.

Il a ajouté que l'existence d'un tel alter-ego solaire pourrait fournir aux physiciens de nouveaux indices sur les processus qui régissent le soleil – un cycle dans lequel le soleil bascule d'une période de forte activité à une faible activité environ tous les 11 ans.

"Nous ne savons pas ce qui définit la période de cycle pour le soleil ni pourquoi certains cycles sont plus violents que d'autres", a déclaré Matilsky, un étudiant diplômé de JILA. "Notre objectif ultime est de cartographier ce que nous voyons dans le modèle avec la surface du soleil afin que nous puissions ensuite faire des prédictions."

Il présentera les conclusions de l'équipe lors d'une conférence de presse tenue aujourd'hui à Saint-Louis.

L'étude examine en profondeur un phénomène que les scientifiques appellent la "dynamo" solaire, essentiellement une concentration de l'énergie magnétique de l'étoile. Cette dynamo est formée par la rotation et la torsion des gaz chauds dans le soleil et peut avoir de grands impacts: une dynamo solaire particulièrement active peut générer un grand nombre de taches solaires et / ou de globes d'énergie qui sortent de la surface.

Mais cette dynamo n'est pas facile à étudier, a déclaré Matilsky. En effet, il se forme et évolue principalement à l'intérieur du soleil, loin de la portée de la plupart des instruments scientifiques.

"Nous ne pouvons pas plonger dans l'intérieur, ce qui rend le magnétisme interne du soleil éloigné de quelques observations réelles", a-t-il déclaré.

Simulations informatiques de la dynamo du soleil sur plusieurs centaines d'années. Pendant les cycles solaires "normaux" (haut), cette dynamo se forme de manière symétrique dans les hémisphères nord et sud du soleil et se déplace progressivement vers l'équateur avant de se réinitialiser. Dans le cycle "alternatif" (en bas), cette dynamo se forme fortement dans un hémisphère plutôt que dans l'autre, puis s'égare pendant plusieurs années. Crédit: Loren Matilsky / Juri Toomre

Pour contourner cette limitation, de nombreux physiciens du solaire utilisent des supercalculateurs massifs pour tenter de recréer ce qui se passe à l'intérieur du soleil.

La simulation de Matilsky et Toomre examine l'activité dans le tiers extérieur de cet intérieur, ce que Matilsky assimile à "une casserole sphérique d'eau bouillante".

Et, a-t-il dit, ce modèle a donné des résultats intéressants. Lors de la simulation, les chercheurs ont découvert que la dynamo solaire s'était formée au nord et au sud de l'équateur solaire. Après un cycle régulier, cette dynamo s'est dirigée vers l'équateur et s'est arrêtée, puis réinitialisée en accord étroit avec les observations réelles du soleil.

Mais ce roulement régulier ne faisait pas toute la situation. Environ deux fois tous les 100 ans, le soleil simulé a fait quelque chose de différent.

Dans ces cas étranges, la dynamo solaire ne suivait pas le même cycle mais se regroupait dans un hémisphère plutôt que dans l'autre.

"Ce cycle de dynamo supplémentaire serait en quelque sorte errant", a déclaré Matilsky. "Elle resterait dans un hémisphère pendant quelques cycles, puis passerait dans l'autre. Finalement, la dynamo solaire reviendrait à son état d'origine."

Ce modèle pourrait être un coup du sort du modèle, a déclaré Matilsky, mais il pourrait également indiquer un comportement réel, et auparavant inconnu, de la dynamo solaire. Il a ajouté que les astronomes ont, à de rares occasions, vu des taches de soleil se rassembler dans un hémisphère du soleil plus que dans l'autre, observation qui correspond aux conclusions de l'équipe de CU Boulder.

Matilsky a déclaré que le groupe devra développer son modèle plus avant pour voir si la double dynamo se dégage. Mais il a dit que les résultats de l'équipe pourraient, un jour, aider à expliquer la cause des pics et des creux dans l'activité du soleil – des modèles qui ont des implications énormes pour le climat et les sociétés technologiques sur Terre.

"Cela nous donne des indices sur la façon dont le soleil pourrait l'éteindre et se rallumer", a-t-il déclaré.


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Citation:
                                                 Le soleil pourrait avoir une double personnalité, suggèrent des simulations (12 juin 2019)
                                                 récupéré le 12 juin 2019
                                                 sur https://phys.org/news/2019-06-sun-dual-personality-simulations.html

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