La surface du Soleil est aimantée
Publié par Adrien le 10/02/2020 à 08:00
Source: Observatoire de Paris
Une récente compilation de plusieurs observations spectroscopiques de la surface du Soleil montre que la gradient de champ magnétique dans la direction verticale est de 3 Gauss par kilomètre, alors que dans la direction horizontale, il n'est que de 0,3 Gauss par km. Cela dénote un surprenant écart aux équations de Maxwell (Les équations de Maxwell, aussi appelées équations de Maxwell-Lorentz, sont des lois fondamentales de la physique. Elles constituent les postulats de base de l'électromagnétisme, avec l'expression de...) ! Véronique Bommier, directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) à l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient en...), propose une solution au problème, en supposant une accumulation d'électrons dans la photosphère (La photosphère est la couche de gaz qui constitue la surface visible du Soleil.). Les protons, bien plus lourds, ne suivent pas, et il en résulte un champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exercée à distance par des...) à l'intérieur du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique,...). Ce phénomène explique l'apparente contradiction (Une contradiction existe lorsque deux affirmations, idées, ou actions s'excluent mutuellement.) des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...).


Exemple de champ magnétique reconstruit au-dessus de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) du soleil. La matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) chargée va suivre les lignes du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique. Ce que l'on observe est en en fait le champ magnétique H, et non l'induction magnétique (Le phénomène d'induction électromagnétique (ou induction magnétique ou, simplement, induction) a pour résultat la production d'une différence de potentiel aux bornes d'un conducteur électrique soumis à...) B qui est à flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) conservatif selon les équations de Maxwell, la différence entre ces deux quantités étant contenue dans l'aimantation M, selon la loi B = µ0 (H + M). Or, les interactions entre le champ et la matière sont le fait du champ magnétique H. C'est donc bien H que l'on mesure par interprétation de l'effet Zeeman (L'effet Zeeman est un phénomène physique, découvert par Pieter Zeeman, physicien néerlandais qui reçut le prix Nobel de physique en 1902.) du champ magnétique sur les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) qui émettent le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) observé. L'aimantation M est, quant à elle, du flux magnétique stocké et caché à l'intérieur de la matière elle-même. Cependant, c'est l'induction B qui gouverne (Une gouverne est une surface mobile agissant dans l'air ou dans l'eau servant à piloter un mobile selon un de ses trois axes :) les effets induits par le champ sur les mouvements de matière (la magnéto-hydrodynamique). Jusqu'à présent, on pensait que c'était B que l'on mesurait.

Pourquoi la météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils...) solaire est beaucoup plus difficile et complexe que la météorologie terrestre, effectuée à partir de cartes et de modèles de prévision numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et...) ? Comme l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) du Soleil est un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un...), une matière chargée, en théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) nous devrions pouvoir utiliser les modèles de magnétohydrodynamique (La magnétohydrodynamique (MHD) est une discipline scientifique qui décrit le comportement d'un fluide conducteur du courant électrique (liquide ou gaz ionisé appelé plasma) en présence de...) associés aux cartes de champ magnétique et de champ de vitesse (On distingue :) à la surface du l'astre. Mais il semblerait que cela ne fonctionne pas très bien. Peut-être est-ce dû au fait que le champ magnétique que l'on mesure n'est pas celui que l'on croit.

L'article publié ce 6 février 2020 dans la revue Astronomy & Astrophysics par Véronique Bommier, de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la Marne et de...), met en évidence une non-conservation du flux magnétique, ce qui suggère qu'en effet, le champ n'est pas égal à celui que l'on croit. Pour résoudre le problème, il faut supposer la présence d'une aimantation beaucoup plus importante que ce que donnent les modèles actuels du plasma de la surface solaire. Seul un champ magnétique bien plus fort serait compatible avec les équations de Maxwell. L'accumulation d'électrons libres venant de l'intérieur de l'astre, où la haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant...) couplée à la faible masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) des électrons leur fait échapper à la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) et aux protons, pourrait expliquer cette aimantation. Un résultat qui permet d'envisager une modernisation de la prévision des éjections de matière solaire !

L'auteur de l'article, Véronique Bommier, Directeur de Recherche au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), membre du laboratoire LESIA (Observatoire de Paris), a conduit de nombreuses observations avec le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument...) solaire français THEMIS construit par le CNRS sur le site européen d'Izaña (île de Tenerife, Canaries, Espagne). L'interprétation de toutes ces observations lui a révélé ce phénomène.

Référence:
- Solar photosphere magnetization, V. Bommier Astronomy & Astrophysics, 6 February 2020
Page générée en 0.098 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique