Les taches solaires apparaissent à la surface du soleil de la Terre. Crédit :NASA/SDO
Des chercheurs de CU Boulder ont découvert des indices selon lesquels la star préférée de l'humanité pourrait avoir une double personnalité, avec des écarts intrigants dans ses champs magnétiques qui pourraient contenir des indices sur la propre « horloge interne » du soleil.
Les physiciens Loren Matilsky et Juri Toomre ont développé une simulation informatique de l'intérieur du soleil comme moyen de capturer l'agitation intérieure de l'étoile. Dans le processus, l'équipe a repéré quelque chose d'inattendu :en de rares occasions, la dynamique interne du soleil peut sortir de leurs routines normales et passer à un état alternatif, un peu comme un super-héros échangeant la cape et le capuchon contre des vêtements civils.
Bien que les résultats ne soient que préliminaires, Matilski a dit, ils peuvent s'aligner sur des observations réelles du soleil remontant au 19ème 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 l'horloge interne du soleil, un cycle au cours duquel le soleil passe de périodes de forte activité à une faible activité environ une fois tous les 11 ans.
"Nous ne savons pas ce qui définit la période de cycle pour le soleil ou pourquoi certains cycles sont plus violents que d'autres, " dit Matilski, un étudiant diplômé à JILA. "Notre objectif ultime est de cartographier ce que nous voyons dans le modèle à la surface du soleil afin que nous puissions ensuite faire des prédictions."
Il présentera les conclusions de l'équipe lors d'un point de presse aujourd'hui lors de la 234e réunion de l'American Astronomical Society à St. Louis.
L'étude examine en profondeur un phénomène que les scientifiques appellent la « dynamo, " essentiellement une concentration de l'énergie magnétique de l'étoile. Cette dynamo est formée par la rotation et la torsion des gaz chauds à l'intérieur du soleil et peut avoir de gros impacts - une dynamo solaire particulièrement active peut générer un grand nombre de taches solaires et d'éruptions solaires, ou des boules d'énergie qui jaillissent de la surface.
Mais cette dynamo n'est pas facile à étudier, dit Matilski. C'est parce qu'il se forme et évolue principalement à l'intérieur du soleil, hors de portée de la plupart des instruments scientifiques.
"On ne peut pas plonger à l'intérieur, ce qui rend le magnétisme interne du soleil à quelques pas des observations réelles, " il a dit.
Simulations informatiques de la dynamo solaire sur plusieurs centaines d'années. Pendant les cycles solaires "normaux" (en haut), cette dynamo se forme symétriquement dans les hémisphères nord et sud du soleil et se déplace régulièrement vers l'équateur, avant de réinitialiser. Dans le cycle « alterné » (en bas), cette dynamo se forme fortement dans un hémisphère sur l'autre et erre ensuite pendant plusieurs années. Crédit :Loren Matilsky/Juri Toomre
Pour contourner cette limitation, de nombreux physiciens solaires utilisent des superordinateurs massifs pour essayer 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, que Matilsky compare à "une marmite sphérique d'eau bouillante".
Et, il a dit, ce modèle a donné des résultats intéressants. Lorsque les chercheurs ont exécuté leur simulation, ils ont d'abord 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 déplacée vers l'équateur et s'est arrêtée, puis réinitialisé en accord étroit avec les observations réelles du soleil.
Mais ce taux de désabonnement régulier n'était pas tout. Environ deux fois tous les 100 ans, le soleil simulé a fait quelque chose de différent.
Dans ces cas étranges, la dynamo solaire n'a pas suivi le même cycle mais, au lieu, regroupés dans un hémisphère au-dessus de l'autre.
"Ce cycle de dynamo supplémentaire errerait en quelque sorte, " a déclaré Matilsky. " Il resterait dans un hémisphère sur quelques cycles, puis passez à l'autre. Finalement, la dynamo solaire reviendrait à son état d'origine."
Ce modèle pourrait être un coup de chance du modèle, Matilski a dit, mais cela pourrait aussi indiquer du réel, et jusqu'alors inconnu, comportement de la dynamo solaire. Il a ajouté que les astronomes ont, en de rares occasions, vu des taches solaires se rassemblant dans un hémisphère du soleil plus que dans l'autre, une observation qui correspond aux conclusions de l'équipe de CU Boulder.
Matilsky a déclaré que le groupe devra développer davantage son modèle pour voir si la double dynamo fonctionne. Mais il a dit que les résultats de l'équipe pourraient, un jour, aider à expliquer la cause des pics et des creux de l'activité du soleil, des modèles qui ont d'énormes implications pour le climat et les sociétés technologiques sur Terre.
"Cela nous donne des indices sur la façon dont le soleil pourrait éteindre sa dynamo et se rallumer, " il a dit.
