Tous les 11 ans environ, le Soleil devient violemment actif, produisant une activité magnétique pour les observateurs d'aurores et les sungazers. Mais le moment du cycle solaire est loin d'être précis, ce qui rend difficile la détermination de la physique sous-jacente exacte.
En règle générale, les astronomes utilisent des taches solaires pour cartographier le cours du cycle solaire, mais maintenant une équipe internationale d'astronomes a découvert un nouveau marqueur: des points lumineux, de petits points lumineux dans l'atmosphère solaire qui nous permettent d'observer l'agitation constante des matériaux à l'intérieur du Soleil.
Les nouveaux marqueurs fournissent une nouvelle méthode pour comprendre comment le champ magnétique du Soleil évolue au fil du temps, suggérant un cycle plus profond et plus long.
Un soleil bien élevé retourne ses pôles magnétiques nord et sud tous les 11 ans. Le cycle commence lorsque le champ est faible et dipolaire. Mais la rotation du Soleil est plus rapide à son équateur qu'à ses pôles, et cette différence étire et emmêle les lignes de champ magnétique, produisant finalement des taches solaires, des protubérances et parfois des éruptions.
"Les taches solaires ont été le marqueur éternel pour comprendre les mécanismes qui régissent l'intérieur du soleil", a déclaré l'auteur principal Scott McIntosh, du National Center for Atmospheric Research, dans un communiqué de presse. "Mais les processus qui font les taches solaires ne sont pas bien compris, et encore moins, ceux qui régissent leur migration et ce qui motive leur mouvement."
McIntosh et ses collègues ont donc développé un nouveau dispositif de suivi: des points de lumière ultraviolette et de rayons X extrêmes, appelés points lumineux dans l'atmosphère du Soleil, ou corona.
"Maintenant, nous pouvons voir qu'il y a des points lumineux dans l'atmosphère solaire, qui agissent comme des bouées ancrées à ce qui se passe beaucoup plus profondément", a déclaré McIntosh. "Ils nous aident à développer une image différente de l'intérieur du soleil."
McIntosh et ses collègues ont fouillé dans la richesse des données disponibles de l'Observatoire solaire et héliosphérique et de l'Observatoire de la dynamique solaire. Ils ont remarqué que plusieurs bandes de ces marqueurs se déplacent également régulièrement vers l'équateur au fil du temps. Mais ils le font à une échelle de temps différente de celle des taches solaires.
Au minimum solaire, il pourrait y avoir deux bandes dans l'hémisphère nord (une positive et une négative) et deux bandes dans l'hémisphère sud (une négative et une positive). En raison de leur proximité, les bandes de charges opposées s’annulent facilement, ce qui rend le système magnétique du Soleil plus calme, produisant moins de taches solaires et d’éruptions.
Mais une fois que les deux bandes de basses latitudes atteignent l'équateur, leurs polarités s'annulent et les bandes disparaissent brusquement - un processus qui prend en moyenne 19 ans.
Le Soleil se retrouve maintenant avec seulement deux grandes bandes qui ont migré à environ 30 degrés de latitude. Sans la bande voisine, les polarités ne s’annulent pas. À ce stade, le visage calme du Soleil commence à devenir violemment actif alors que les taches solaires commencent à croître rapidement.
Le maximum solaire ne dure cependant que si longtemps, car le processus de génération d'une nouvelle bande de polarité opposée a déjà commencé aux hautes latitudes.
Dans ce scénario, c'est le cycle de la bande magnétique qui définit vraiment le cycle solaire. "Ainsi, le cycle solaire de 11 ans peut être considéré comme le chevauchement entre deux cycles beaucoup plus longs", a déclaré le co-auteur Robert Leamon, de la Montana State University à Bozeman.
Le vrai test, cependant, viendra avec le prochain cycle solaire. McIntosh et ses collègues prédisent que le Soleil entrera dans un minimum solaire quelque part dans la dernière moitié de 2017, et les premières taches solaires du prochain cycle apparaîtront vers la fin de 2019.
Les résultats ont été publiés dans le numéro du 1er septembre de l'Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne.
