L'énigme solaire résolue
Publié le 11/06/2015
On sait enfin pourquoi l'atmosphère du Soleil est plus chaude que sa surface. Cette énigme, les astrophysiciens cherchent à la résoudre depuis plus de 60 ans, lorsqu'ils ont pu mesurer ces deux températures.
Au cœur du Soleil, la température atteint environ 15 millions de degrés Celsius, pour descendre à 6 000 degrés à la surface de notre étoile. Puis, dans la chromosphère, la basse atmosphère du soleil, le thermomètre grimpe à 10 000 degrés et dans la couronne solaire, la partie haute de l'atmosphère, qui s'étend sur plusieurs milliers de kilomètres, on dépasse le million de degrés.
Le 11 juin 2015, dans la revue Nature, un trio de physiciens français Tahar Amari et Jean-François Luciani du Centre de physique théorique de l'Ecole polytechnique, associés à Jean-Jacques Aly (CEA et Université Denis Diderot) propose une solution inattendue à cette énigme majeure. Coupant au passage l'herbe sous le pied de la Nasa qui planchait elle aussi sur le mystère de la température de l'atmosphère solaire.
La solution proposée fait appel à une mince couche, juste sous la surface du Soleil, qui fonctionne comme une casserole chauffée sur une cuisinière. Cette couche chauffe le gaz constituant le Soleil qui devient un fluide conducteur d'électricité. En utilisant des formules très imagées Amari explique que ce fluide fonctionne comme une sorte de "mangrove", assimilant sa base au milieu vaseux où prennent racines une végétation qui monte haut dans le ciel. Un magma bouillonnant et turbulent où se produit un phénomène dynamo et où prennent naissance des racines magnétiques qui vont émerger dans l'atmosphère solaire, et rejoindre très haut le champ magnétique à plus grande échelle, décrit par le physicien comme les "troncs d'arbres ou branches magnétiques" de la mangrove.
Ces racines sont le lieu d'éruptions multiples qui vont chauffer en permanence la chromosphère. Puis la propagation d'ondes le long des "troncs" explique comment cette énergie magnétique et électrique du Soleil s'élève vers la couronne. Quant à la chaleur, elle provient de la dissipation de ces ondes magnétiques permanentes en altitude.
La force du modèle de l'équipe d'Amari est qu'il parvient à expliquer la quantité d'énergie nécessaire au chauffage de la chromosphère et celui de la couronne, avec près de 4 500 watts par m2 dans la chromosphère et 300 watts par m2 dans la couronne. Et qu'elle explique également de nombreux phénomènes, baptisés "tornades", ou "spicules" que les équipes concurrentes estimaient responsables du chauffage de la couronne.