« Les forces de marée agissent au plus profond du soleil »

En raison de sa proximité, notre Soleil est particulièrement facile à étudier par rapport aux autres étoiles. Mais cela pose encore un certain nombre d’énigmes aux astronomes. Cela inclut, par exemple, la stabilité jusqu’alors inexpliquée du cycle d’activité solaire le plus connu. Ce cycle dure en moyenne onze ans – en raison du changement du champ magnétique du soleil, qui inverse même sa polarité au maximum de son rayonnement. Dans un nouveau modèle, les chercheurs ont étudié si les forces de marée des planètes de notre système solaire contribuent à la stabilité du cycle. Dans une interview avec World of Physics, Frank Stefani du Centre Helmholtz Dresden-Rossendorf explique quel rôle pourraient jouer Vénus, Jupiter et notre Terre en particulier.

Monde de la Physique : Quels sont les cycles d’activité du Soleil ?

Frank Stefani : Le plus connu est le cycle d’activité d’environ onze ans associé au nombre de taches solaires. Au minimum du cycle, nous ne voyons pratiquement aucune tache solaire et peu d’activité magnétique. Cependant, au maximum, de grandes taches solaires sont souvent visibles, et c’est également à ce moment-là que se produisent les tempêtes solaires les plus fortes. Sur Terre, celles-ci peuvent être visibles sous forme d’aurores boréales – lors d’éruptions particulièrement violentes, même jusqu’à nos latitudes. Mais il existe aussi d’autres cycles moins connus, comme le cycle de Suess-de-Vries, qui dure environ 200 ans, ou des cycles plus faibles de 60 ou 90 ans. Des cycles plus courts, d’environ 100 à 300 jours, se produisent également. Ils portent le nom de leur découvreur sous le nom de cycles de Rieger et sont caractérisés par des rayons X périodiques, etc. En revanche, certains cycles très longs, par exemple de 1000 ans, sont controversés dans la recherche.

Que savons-nous du cycle de Schwabe ?

Le cycle porte le nom de Samuel Heinrich Schwabe, qui reconnut cette périodicité dès 1844. La chose intéressante à propos du cycle de Schwabe est la suivante : il est parfois un peu plus court et parfois un peu plus long. Parfois il n’y a que neuf ans entre deux minimums ou deux maximums d’activité solaire, parfois c’est 13 ans. En moyenne, il est cependant très stable, autour de onze ans. On soupçonne depuis longtemps qu’une influence extérieure stabilise ce cycle. En effet, la zone de convection externe turbulente du Soleil présente un comportement très changeant. Il est donc incompréhensible qu’une périodicité aussi stable puisse s’y développer.

De quelle influence extérieure cela pourrait-il être ?

On pense que certaines planètes du système solaire influencent le soleil en raison de leur gravité. C’est pourquoi nous avons calculé et comparé l’effet de marée de plusieurs planètes sur le Soleil. Tout comme la Lune et le Soleil provoquent des flux et reflux sur Terre, les planètes réagissent également sur le Soleil et y créent des forces de marée. Cet effet est faible car le Soleil a beaucoup plus de masse que les planètes, mais nous pouvons quand même le calculer. En raison de leur masse et de leur distance au Soleil, les planètes Vénus, Terre et Jupiter exercent une influence dominante. Saturne et les autres géantes gazeuses sont trop éloignées pour avoir un effet significatif.

Et les effets de marée de ces trois planètes stabilisent le cycle de Schwabe ?

Nos analyses ont montré que la combinaison de deux de ces trois planètes conduit à une sorte de « marée de printemps » à l’intérieur du soleil – semblable à la manière dont des flux et reflux particulièrement forts se produisent sur Terre lorsque le soleil et la lune sont le long du même axe. comme la Terre. Selon nos calculs, l’effet combiné des trois planètes garantit qu’un effet important pour la dynamo solaire atteint son maximum tous les onze ans. Cette périodicité est pratiquement conforme à la durée du cycle de Schwabe. Nous pensons donc que les forces de marée de ces trois planètes stabilisent le cycle de Schwabe.

Comment se produit cet effet ?

Les forces de marée agissent principalement au plus profond du soleil, alors qu’elles sont pour ainsi dire noyées par le plasma solaire bouillonnant sur la surface turbulente du soleil. Selon nos calculs, les forces de marée traversant Vénus, la Terre et Jupiter peuvent transférer suffisamment d’énergie vers les couches plus profondes du soleil pour provoquer ce que l’on appelle les ondes de Rossby. Sur Terre, les ondes de Rossby sont connues comme des zones de haute et basse pression dans l’atmosphère. Sur le Soleil, elles sont également influencées par le champ magnétique et sont donc appelées ondes magnéto-Rossby. Malheureusement, bien sûr, nous ne pouvons pas regarder en profondeur dans le soleil pour tester avec précision notre hypothèse. Par conséquent, notre prédiction sera certainement discutée de manière critique à l’avenir. Mais nous sommes convaincus d’avoir trouvé ce qui constitue probablement le facteur décisif pour la stabilité du cycle de Schwabe.