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Hannah Schunker, University of Newcastle et David Pontin, University of Newcastle
La température à la surface du soleil est d’environ 6 000 °C, alors que son atmosphère atteint le million de degrés ! On aurait tendance à imaginer, comme sur Terre, que l’on perd de la chaleur en montant dans l’atmosphère. Comment expliquer ce paradoxe ?
Beaucoup de scientifiques étudient cette question. Si la réponse n’est pas encore tranchée, plusieurs hypothèses existent sur l’origine de l’énergie qui chauffe l’atmosphère du Soleil, et cela pourrait à voir avec le champ magnétique de notre étoile.
La température du Soleil
La chaleur est créée au centre même du Soleil, en son cœur, où la température atteint 27 millions de degrés Celsius. Et comme lorsqu’on s’éloigne d’un feu de camp, la température diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne du noyau.
La température de la surface du Soleil est d’environ 6 000 °C, ce qui signifie qu’elle est beaucoup plus froide que le noyau. De plus, le refroidissement se poursuit sur une courte distance au-dessus de la surface.
Mais plus haut, dans l’atmosphère, la température grimpe soudainement à plus d’un million de degrés ! Il doit donc y avoir quelque chose qui chauffe l’atmosphère du Soleil. Mais il est difficile de savoir de quoi il s’agit.
Le champ magnétique du Soleil
L’hypothèse la plus répandue parmi les experts est que le champ magnétique de notre étoile fait remonter l’énergie de l’intérieur du Soleil à travers sa surface et dans son atmosphère.
Comme la Terre, le Soleil possède un champ magnétique. Imaginons le champ magnétique comme étant des lignes invisibles reliant les pôles nord et sud d’une étoile ou d’une planète.
Nous ne pouvons pas voir les champs magnétiques, mais nous savons qu’ils existent parce que nous avons des objets qui y réagissent. Par exemple, une aiguille de boussole sur Terre pointera toujours vers le pôle Nord parce qu’elle s’aligne sur le champ magnétique terrestre.
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Le Soleil possède un pôle Nord et un pôle Sud mais son champ magnétique se comporte différemment de celui de la Terre et semble beaucoup plus désordonné. À la surface du Soleil, les lignes du champ magnétique ressemblent à de nombreuses boucles qui s’élèvent de la surface vers l’atmosphère, et ces boucles changent en permanence.
Si les boucles se touchent, elles peuvent provoquer des explosions soudaines d’énormes quantités d’énergie qui réchauffent l’atmosphère. Nous savons également que des ondes se déplacent le long des lignes de champ magnétique et apportent de l’énergie. Pourraient-elles être responsables du réchauffement de l’atmosphère ?
S’agit-il d’une combinaison d’ondes et d’explosions, ou de toute autre chose ? Pouvoir mesurer le champ magnétique du Soleil nous aiderait vraiment à comprendre ce qui se passe.
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Mesurer le champ magnétique
Les champs magnétiques sont invisibles, mais nous pouvons les mesurer, car ils modifient légèrement la lumière provenant du Soleil. Sa surface est très brillante, il est donc facile de voir les changements dans sa lumière provenant et de mesurer le champ magnétique à cet endroit.
Mais l’atmosphère du Soleil est si chaude que la lumière n’y est plus visible. Elle produit plutôt des rayons X, un type de lumière que nous ne pouvons pas voir. Même si nous utilisons des télescopes à rayons X spéciaux, les rayons X provenant de l’atmosphère du Soleil sont trop faibles pour que nous puissions déterminer à quoi ressemble le champ magnétique dans l’atmosphère.
La bonne nouvelle, c’est qu’une sonde, Parker Solar Probe de la NASA, est actuellement en orbite près du Soleil (mais pas trop près) et traverse le champ magnétique pour le mesurer. Nous devrions recevoir de nombreuses informations passionnantes au cours des années à venir.
Ces mesures du champ magnétique nous permettront de mieux comprendre ce qui rend l’atmosphère du Soleil et d’autres étoiles beaucoup plus chaude que leur surface.
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Hannah Schunker, Lecturer of Physics, University of Newcastle et David Pontin, Associate Professor of Physics, University of Newcastle
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
