Le « bug » de l’hélium qui révèle les secrets cachés du Soleil sur 40 ans

Quand le Soleil nous parle de l’intérieur

Notre étoile n’est pas un astre figé. Le Soleil vit au rythme d’un cycle d’activité qui dure environ 11 ans, alternant entre des périodes de calme, appelées minimums, et des phases d’intense agitation, les maximums. Ce ballet cosmique a des répercussions bien au-delà de sa propre surface, influençant tout notre système. Comprendre et surveiller ce cycle est donc une priorité pour les scientifiques.

Une nouvelle approche vient de livrer des indices surprenants. En analysant plus de 40 années de données, une équipe de chercheurs a découvert que la clé pour comprendre les différences entre chaque période de calme pourrait se trouver non pas à la surface, mais bien plus profondément à l’intérieur du Soleil.

À l’écoute des tremblements solaires

Pour sonder le cœur de notre étoile, les scientifiques ont utilisé une méthode fascinante : l’héliosismologie. Ils écoutent les ondes sonores qui voyagent en permanence à travers l’intérieur du Soleil, un peu comme des sismologues étudient les tremblements de terre. Ces vibrations créent des motifs bien distincts à la surface, qui agissent comme une véritable signature de ce qui se passe en dessous.

L’un de ces motifs a particulièrement attiré leur attention. Il s’agit d’une anomalie très nette dans la propagation des ondes, un « bug » sonore. Ce phénomène se produit lorsque les ondes traversent une région spécifique où l’hélium est doublement ionisé. Pour le dire simplement, c’est une zone où l’hélium a perdu ses deux électrons sous l’effet de la chaleur et de la pression, ce qui modifie la vitesse du son.

Un minimum pas comme les autres

L’équipe a comparé les données des minimums solaires qui ont conclu les cycles 21, 22, 23 et 24. C’est là qu’ils ont fait une découverte majeure. Le minimum survenu entre 2008 et 2009, qui marquait la transition entre le cycle 23 et le cycle 24, se distinguait nettement des trois autres. Les conditions internes du Soleil étaient alors différentes.

Plusieurs indices le confirment. D’abord, ce fameux « bug de l’hélium » était beaucoup plus prononcé à cette période. Ensuite, ce minimum était significativement plus calme que les précédents. Les chercheurs ont également mesuré une vitesse des ondes plus élevée dans les couches externes de l’étoile, ce qui suggère des pressions et des températures plus hautes, mais paradoxalement, des champs magnétiques plus faibles.

Cette question du champ magnétique est cruciale. Il est intimement lié au cycle d’activité solaire. On sait par exemple que les pôles magnétiques du Soleil s’inversent à chaque maximum d’activité, même si les deux phénomènes ne sont pas parfaitement synchronisés.

Une nouvelle fenêtre sur l’activité solaire

Cette approche sismique offre une perspective entièrement nouvelle, qui ne se base plus uniquement sur le décompte des taches solaires ou sur le magnétisme de surface, les méthodes traditionnellement utilisées pour suivre l’activité du Soleil. Elle pourrait même nous permettre, à terme, de mieux prédire le comportement des futurs cycles solaires.

« Pour la première fois, nous avons pu quantifier clairement comment la structure interne du soleil évolue d’un minimum de cycle à l’autre », explique dans un communiqué le professeur Bill Chaplin, de l’Université de Birmingham. « Les couches externes du soleil changent subtilement au fil des cycles d’activité, et nous avons découvert que les minimums profonds et calmes peuvent laisser une empreinte interne mesurable. »

Le prochain minimum est d’ailleurs attendu aux alentours de 2030. L’auteure principale de l’étude, la professeure Sarbani Basu de l’Université de Yale, souligne l’importance de ces travaux : « Révéler comment le soleil se comporte sous sa surface pendant ces périodes calmes est important, car ce comportement a une forte influence sur la manière dont les niveaux d’activité se développent dans les cycles qui suivent. »

Du Soleil aux autres étoiles

La portée de cette découverte va bien au-delà de notre propre étoile. La discipline qui consiste à mesurer les oscillations des astres s’appelle l’astérosismologie, et elle n’est pas limitée au Soleil. On peut l’appliquer à d’autres étoiles pour comprendre leur fonctionnement interne et leurs cycles d’activité. Cette étude, publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ouvre donc une nouvelle voie pour l’exploration stellaire.

« Notre travail démontre la puissance des observations sismiques stellaires à long terme », ajoute le professeur Chaplin. « Avec les missions à venir telles que PLATO de l’Agence Spatiale Européenne, les techniques utilisées dans cette étude pourraient être appliquées à d’autres étoiles de type solaire, nous aidant à mieux comprendre comment leur activité évolue et comment elles influencent leurs environnements locaux, y compris les planètes qu’elles pourraient héberger. »

En écoutant le murmure des étoiles, les scientifiques espèrent ainsi percer les secrets non seulement de notre Soleil, mais aussi de ces mondes lointains qui peuplent l’univers.

Selon la source : iflscience.com