De mystérieuses ondes tourbillonnantes découvertes sur le Soleil laissent supposer d’une nouvelle physique solaire
Des scientifiques ont détecté un nouveau type d’onde haute fréquence à la surface du soleil, et celles-ci se déplacent trois fois plus vite que ce que les scientifiques pensaient possible.
Image d’entête : illustration montrant la forme des tourbillons à la surface du Soleil. (NYU Abu Dhabi)
Ces ondes apparaissent à la surface du Soleil sous la forme de tourbillons/ vortex qui se déplacent dans le sens contraire de la rotation du Soleil. Le problème est que ces ondes de “vorticité rétrograde à haute fréquence” semblent se déplacer 3 fois plus vite que ce que prévoit la théorie et les physiciens solaires sont incapables de déterminer pourquoi.
Selon eux, cette découverte suggère qu’il existe une nouvelle physique solaire à découvrir, tout en donnant un nouvel aperçu des propriétés et de l’activité internes du Soleil.
Bien que nous ne puissions pas voir à l’intérieur de notre Soleil, les étoiles sont remarquables dans la mesure où leur fonctionnement interne peut souvent être déduit de l’activité à leur surface. En particulier, les ondes acoustiques peuvent nous en apprendre beaucoup. Elles sont générées près de la surface, puis sont réfléchies, partiellement ou entièrement, vers l’intérieur, où elles entrent en résonance, créant ainsi des oscillations acoustiques. Les chercheurs en sciences solaires étudient ces oscillations pour en savoir plus sur l’intérieur du Soleil.
Une équipe de scientifiques dirigée par le physicien solaire Chris Hanson de l’université de New York, à Abu Dhabi, a étudié et analysé ces données, en utilisant 24 années d’observations du Global Oscillation Network Group basé au sol, et 10 années d’observations de l’instrument Helioseismic and Magnetic Imager à bord de la sonde Solar Dynamics Observatory.
Dans ces données, les chercheurs ont trouvé un signal très cohérent, que leur analyse révèle comme la présence d’ondes inédites. Celles-ci ont formé un motif de tourbillons à la surface du Soleil, avec une antisymétrie entre les pôles nord et sud, se déplaçant à contre-courant de la rotation solaire.
Le fait que ces ondes se déplacent 3 fois plus vite que prévu pose cependant une énigme. L’équipe a exploré un certain nombre de possibilités pour expliquer ce qui se passait.
Tout d’abord, la force de Coriolis, la façon dont l’équateur d’un objet sphérique en rotation se déplace plus rapidement que ses pôles, excite les ondes de vorticité, comme nous savons que cela peut se produire ici sur Terre.
Ensuite, trois mécanismes peuvent affecter et modifier ces ondes : le magnétisme, la gravité ou la convection. Mais aucun d’entre eux ne pourrait expliquer les données d’observation.
Selon Chris Hanson :
Si les ondes rétrogrades à haute fréquence pouvaient être attribuées à l’un de ces trois processus, alors cette découverte aurait répondu à certaines questions ouvertes que nous nous posons encore sur le Soleil.
Cependant, ces nouvelles ondes ne semblent pas être le résultat de ces processus et c’est passionnant, car cela conduit à une toute nouvelle série de questions.
Cela suggère, selon les chercheurs, qu’il y a des informations manquantes ou mal définies dans nos modèles du Soleil que la résolution du mystère pourrait combler.
Cette question est également pertinente plus près de chez nous. Les scientifiques ont découvert dans l’océan des ondes à haute fréquence, qui se propagent jusqu’à 4 fois plus haut que ce que prévoit la théorie, et qui se sont avérées très difficiles à expliquer. L’étude conjointe de ces deux phénomènes pourrait permettre de percer le mystère qui les sous-tend.
Selon le physicien Shravan Hanasoge de l’université de New York, à Abu Dhabi et coauteur de l’étude :
L’existence même des modes rétrogrades à haute fréquence et leur origine est un véritable mystère et peut faire allusion à une physique passionnante en jeu. Elle a le potentiel de nous éclairer sur l’intérieur du Soleil, autrement inobservable.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : Discovery of high-frequency retrograde vorticity waves in the Sun et présentée sur le site de l’Université de New York via Eurekalert : NYU Abu Dhabi researchers discover a mysterious, new type of wave in the Sun whose speed defies explanation.