Le cycle magnétique solaire

Pendant que Gauss étudiait le champ magnétique terrestre, ailleurs en Allemagne un astronome amateur, Heinrich Schwabe, pharmacien de son état, était à la recherche d'une nouvelle planète encore inconnue. Cette planète, appelée provisoirement "Vulcain," devait se trouver à l'intérieur de l'orbite de Mercure, si proche du soleil que sa présence ne pouvait se révèler que lorsqu'elle se situait entre nous et le soleil, comme un point noir sur le disque solaire. Cependant, le soleil avait aussi ses propres "taches" solaires; pour distinguer la différence entre "Vulcain" et les taches solaires, Schwabe observa sérieusement ces dernières.

Variation du nombre de taches solaires observées
Vulcain n'existe pas. Elle ne fut jamais aperçue lors d'aucune éclipse totale. Cependant, Schwabe remarqua quelque chose que personne encore n'avait observé depuis Galilée et Christopher Scheiner : le nombre de taches solaires augmentait et diminuait selon des cycles presque réguliers, durant plus ou moins 11 ans. De manière intéressante, il s'avèra rapidement que les "orages magnétiques" les plus puissants avaient lieu durant les années où les taches solaires étaient les plus nombreuses.

Qu'étaient ces taches solaires? Galilée avait considéré qu'elles étaient des nuages flottant dans l'atmosphère du soleil, obscurcissant un peu de sa lumière. Leur vraie nature ne se révèla qu'en 1908 lorsque George Elery Hale, un des grands astronomes américains, montra que ces taches étaient très magnétiques. Leur champ magnétique était aussi fort qu'un petit aimant de fer, 3000 fois plus fort que le champ près de la surface de la terre (pourtant ces champs s'étendaient souvent sur une surface aussi grande que celle de la Terre). Il semblait que le champ magnétique ralentissait le flot de chaleur provenant de l'intérieur du soleil, causant des taches solaires plus sombres que le reste du soleil.

La preuve du magnétisme des taches solaires fut la lumière émise. Des gaz rayonnants émettent de la lumière à des longueurs d'ondes bien définies narrowly defined wavelengths (i.e. colors), une série de raies différentes pour chaque substance. En 1897, cependant, Pieter Zeeman découvrit que lorsqu'une telle lumière était émise à partir d'une région de champ magnétique fort, l' émission se divisait en différentes longueurs d'ondes, avec une séparation qui augmentait avec la force du champ. Les couleurs de la lumière émise à partir des taches solaires étaient "divisées" exactement de cette façon.
La méthode fut plus tard améliorée par Babcock et d'autres, ce qui permit aux astronomes d'observer non seulement le champ magnétique des taches solaires mais aussi les champs plus faibles près des pôles du soleil. Il s'avèra que le soleil a un champ dipolaire un peu comme celui de la Terre, mais que la polarité s'inverse tout les 11 ans.

Les taches solaires nous ont aussi permis de mieux comprendre le champ magnétique terrestre. La surface du soleil est constituée de gaz chaud ionisé ("plasma"), suffisament chaud que pour qu'il conduise l'électricité. Les champs de taches solaires étaient bien entendu produits par des courants électriques et l'on savait que ces courants pouvaient être générés par un "processus de dynamo," par le mouvement d'un conducteur électrique (p.ex. le flux de plasma solaire) à travers un champ magnétique.

En 1919 Sir Joseph Larmor proposa la théorie suivante : les champs des taches solaires étaient děs à ces courants dynamos. Il suggéra qu'une chaine fermée de cause à effet existait, dans laquelle le champ créé par ces courants était aussi le champ qui les rendait possible, le champ dans lequel le mouvement du plasma générait les courants nécessaires. Beaucoup de caractéristiques de ces taches solaires restent un mystère, mais l'idée de J. Larmor permit l'ouverture d'une ère de nouvelle compréhension des processus magnétiques dans le noyau terrestre.


Cliquez ici pour Schwabe's original article dans lequel il raconte ses premières observations du cycle des taches solaires.

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Auteur : David P. Stern, earthmag("at" symbol)phy6.org

La traduction française a été réalisée à l'initiative de Joseph Lemaire (joseph.lemaire("at"symbol)oma.be), de l'Institut d'Aéronomie Spatiale Belge (IASB), et grâce aux collaborations de Pascale Cambier (pascale.cambier("at"symbol)oma.be) du BUSOC (pour la traduction et la dactylographie) et de Hervé Lamy (herve.lamy("at"symbol)oma.be) de l'IASB (pour la relecture et les corrections).

Dernière modification : 20 décembre 2002