Enigme solaire : des ondes mystérieuses repérées sur le Soleil se déplaçant à des vitesses qui « défient toute explication »

L’intérieur du Soleil – comme pour les autres étoiles – n’est pas quelque chose qui peut être imagé par des méthodes astronomiques conventionnelles comme les télescopes optiques ou à rayons X. En conséquence, les scientifiques s’appuient sur des études de la signature de surface de diverses ondes se déplaçant dans le Soleil pour en savoir plus sur ce qui se passe à l’intérieur de l’étoile, un peu comme la façon dont les géologues utilisent les ondes sismiques pour déduire la structure de l’intérieur de la Terre. De cette manière, l’analyse des ondes nouvellement identifiées dans le Soleil pourrait aider à améliorer notre compréhension de la nature et de l’évolution des étoiles.

L’étude a été entreprise par le physicien solaire Dr Chris Hanson du Centre des sciences spatiales de l’Université de New York (NYU) à Abu Dhabi, et ses collègues.

Pour identifier les ondes, l’équipe a analysé 26 années de données collectées par des télescopes terrestres et spatiaux.

Les mouvements – appelés ondes de vorticité rétrogrades à haute fréquence – se manifestent sous la forme d’un motif de tourbillons tourbillonnants à la surface du Soleil, près de l’équateur de l’étoile, dont chacun forme une petite cellule.

Selon les chercheurs, chaque onde se déplace dans la direction opposée à la rotation du Soleil, ce qui signifie que les mouvements dans l’hémisphère nord de l’étoile sont antisymétriques à ceux observés dans l’hémisphère sud et pénètrent à une profondeur de trois pour cent du rayon solaire.

Mais leur caractéristique la plus curieuse est qu’ils se déplacent trois fois plus vite que ce qui peut être expliqué par la seule théorie hydrodynamique.

Selon l’équipe, des interactions complexes entre d’autres ondes solaires mieux connues et la convection, les champs magnétiques ou les forces gravitationnelles pourraient potentiellement entraîner les ondes rétrogrades à haute fréquence à cette vitesse.

Le Dr Hanson a déclaré: « Si les ondes rétrogrades à haute fréquence pouvaient être attribuées à l’un de ces trois processus, alors la découverte aurait répondu à certaines questions ouvertes que nous avons encore sur le Soleil. »

Il a ajouté : « Cependant, ces nouvelles vagues ne semblent pas être le résultat de ces processus.

« C’est excitant parce que cela mène à une toute nouvelle série de questions. »

Les chercheurs ont ajouté : « Il y a manifestement des ingrédients manquants ou mal contraints dans les modèles standard du Soleil et la détermination du mécanisme responsable des modes rétrogrades à haute fréquence approfondira notre compréhension de l’intérieur du Soleil et des étoiles.

« Il est intéressant de noter que le Soleil n’est pas le seul à présenter de tels modes à haute fréquence d’origine indéterminée. Par exemple, la découverte d’ondes de type Rossby à haute fréquence inexpliquées dans l’océan continue de déconcerter les scientifiques de l’atmosphère trois décennies plus tard.

« Les ondes océaniques de Rossby au-dessus des latitudes tropicales présentent des vitesses de phase élevées, jusqu’à quatre fois supérieures à celles de la théorie standard de Rossby.

« S’inspirer de la littérature atmosphérique peut donc nous aider à mieux comprendre la physique des ondes rétrogrades à haute fréquence.

Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.