Le noyau du Soleil tourne 4 fois plus vite que sa surface

Pour la première fois, des scientifiques ont pu mesurer avec précision la rotation du noyau solaire, révélant qu’il ne tourne pas à la même vitesse que la surface, mais presque quatre fois plus vite (3,8).

Bien que les chercheurs aient envisagé la possibilité que la rotation du noyau du Soleil puisse ne pas suivre le rythme de sa face externe, jusqu’à maintenant il n’y avait aucun moyen de le savoir avec certitude et beaucoup ont supposé que le Soleil était d’un seul bloc.

Mais les dernières données, obtenues par l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO) de la NASA, fournissent la première preuve de l’existence d’un type d’onde de gravité à basse fréquence, appelé onde g (“g-wave” qui n’a pas de rapport avec les ondes gravitationnelles) se réverbérant à travers le Soleil et qui s’est avéré être l’élément clé pour capter la rotation du noyau.

Selon l’astronome Eric Fossat de l’Observatoire de la Côte d’Azur (France) :

Nous avons cherché ces insaisissables ondes g dans notre Soleil pendant plus de 40 ans et, bien que des tentatives antérieures aient laissé entendre des détections, aucune ne fut définitive. Enfin, nous avons découvert comment extraire sans ambiguïté leur signature.

Jusqu’à présent, les scientifiques ont pu mesurer les ondes de haute fréquence, appelées ondes (sismique) de pression ou primaires (ondes p), qui traversent les couches supérieures du Soleil et sont facilement détectées sur la surface solaire.

En revanche, les ondes g oscillent profondément à l’intérieur du Soleil et, bien qu’elles puissent révéler le comportement du noyau, elles n’ont aucune signature claire à la surface.

Selon Fossat :

Les oscillations solaires étudiées jusqu’ici sont toutes des ondes sonores, mais il devrait y avoir aussi des ondes de gravité dans le Soleil, avec des mouvements ascendants et descendants, ainsi que des mouvements horizontaux comme des vagues dans la mer.

En utilisant les données de l’observatoire spatial SOHO, les chercheurs ont pu isoler une sorte d’onde g, appelée mode g (indiqué dans l’image d’entête diffusée par l’ESA), en analysant le temps qu’il faut à une onde sonore pour voyager à travers le Soleil et revenir à nouveau à la surface : 4 heures et 7 minutes. Dans leurs analyses, ils ont découvert une série de modulations, comme un mouvement de vagues sous-marines, qui leur montraient comment les ondes g font trembler le noyau du Soleil.

Les résultats suggèrent que ce dernier fait un tour sur lui-même une fois par semaine, soit quatre fois plus vite que la surface solaire et les couches intermédiaires, qui varient (rotation complète en 25 jours à l’équateur et en 35 jours aux pôles).

En ce qui concerne l’origine de cette différence de rotation, la meilleure hypothèse des chercheurs est que c’est une vieille relique du Soleil à ses débuts. L’idée veut que, d’une manière ou d’une autre, le rayonnement et le vent solaire projetés à partir du Soleil soient capables de ralentir les régions extérieures de l’orbe, mais c’est un phénomène de surface qui n’influence pas le noyau.

Selon l’un des membres de l’équipe, l’astronome Roger Ulrich de l’université de Californie à Los Angeles (UCLA) :

L’explication la plus probable est que cette rotation de base est un reste de la période où le Soleil s’est formé, il y a environ 4,6 milliards d’années. C’est une surprise, et il est excitant de penser que nous pourrions avoir découvert une relique de ce qu’était le Soleil lors de sa formation.

Dans l’ensemble, c’est une importante découverte pour les astronomes et selon Fossat :

C’est vraiment spécial de regarder dans le noyau de notre propre Soleil pour obtenir une première mesure indirecte de sa vitesse de rotation. Mais, même si cette recherche de plusieurs décennies est terminée, une nouvelle fenêtre de la physique solaire commence maintenant.

L’étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics : Asymptotic g modes: Evidence for a rapid rotation of the solar core et présentée sur le site de l’Observatoire de la Côte d’Azur :  Les modes de gravité solaires révèlent une rotation rapide de son cœur thermonucléaire et sur le site de l’ESA : Gravity waves detected in Sun’s interior reveal rapidly rotating core.