Les registres corrigés des taches solaires montrent que le minimum de Maunder ne s'est pas terminé brusquement

20 août 2024 article

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par David Appell , Phys.org

Quelle est la précision des enregistrements passés des taches solaires ? Dans une nouvelle étude publiée dans The Astrophysical Journal, une équipe de chercheurs multinationaux a examiné les archives historiques et a découvert qu'après la période inhabituelle de quasi-absence de taches solaires, une période appelée le minimum de Maunder, la transition vers un nombre plus normal de taches solaires n'était pas aussi brutale qu'on le pensait.

Cette découverte a des implications pour la compréhension de la dynamo solaire, des processus physiques du soleil qui créent son champ magnétique et de l'influence du soleil sur la Terre.

Les taches solaires, des taches sombres sur la surface brillante du soleil, sont utiles aux scientifiques comme indicateur des processus intérieurs du soleil et de son rendement. Les astronomes ont commencé à enregistrer le nombre de taches solaires dès 165 avant J.-C., avec toutefois des interruptions au Moyen Âge et au XVe siècle. Le comptage systématique des taches solaires par télescope a commencé au XVIe siècle, et le Centre d'analyse des données sur les influences solaires de l'Observatoire royal de Belgique conserve un enregistrement du nombre moyen mensuel de taches solaires depuis 1749.

Les taches solaires sont utiles pour prédire la météo spatiale, les conditions dans l'ionosphère, la dynamo solaire (les processus physiques du soleil qui génèrent son champ magnétique) et comme indicateur de la production solaire, qui à son tour détermine la quantité d'énergie solaire qui frappe le sommet de l'atmosphère terrestre, ce qui peut influencer les températures de surface de la Terre et le réchauffement climatique.

L'une des périodes les plus intéressantes de l'histoire des taches solaires est le grand minimum solaire appelé minimum de Maunder, une période allant de 1645 à 1715 qui a vu une rare pénurie de taches solaires, dont le nombre n'atteignait parfois que 0,1 % de celles observées à l'époque moderne.

On pensait autrefois que le minimum de Maunder était lié au Petit Âge Glaciaire (LIA), une période froide dans certaines parties de l'hémisphère nord qui s'est produite du début du XIVe siècle au milieu du XIXe siècle, mais ces dernières années, les scientifiques ont découvert que la cause du LIA était principalement l'activité volcanique du XIIIe siècle.

L'activité des taches solaires est ensuite revenue à la « normale ». Rien de comparable au minimum de Maunder n'a été observé à l'ère des télescopes, pas même le minimum de Dalton d'environ 1790 à 1830.

« Nous avons découvert que la reprise de l'activité solaire après le minimum de Maunder a peut-être été plus progressive et moins intense qu'on ne le pensait auparavant », a déclaré Victor Carrasco, auteur principal et assistant de recherche à l'Université d'Extremadura à Badajoz, en Espagne. « Avant notre étude, on pensait que la transition entre la fin du minimum de Maunder et la période d'activité solaire « normale » était abrupte. Cette découverte a des implications importantes pour les modèles de dynamo solaire. »

Le groupe a réexaminé les enregistrements de données des observateurs de taches solaires de l'époque, notamment les astronomes allemands Johann L. Rost et Sebastian Alischer, sur la période de 11 ans allant de 1716 à 1726. Beaucoup de ces anciens enregistrements ont été reportés dans des bases de données par des observateurs ultérieurs, dont beaucoup sont désormais en ligne.

En examinant de près ces enregistrements et d'autres, notamment les dessins de la surface du soleil par Johann Christoph Müller, ils ont immédiatement soupçonné que les valeurs enregistrées par Rost semblaient confuses. En particulier, ils pensaient que Rost, qui était l'auteur du plus grand nombre d'enregistrements, avait peut-être confondu le décompte des taches solaires individuelles avec le décompte des groupes de taches solaires.

Les groupes de taches solaires sont des entités uniques qui peuvent inclure plusieurs taches solaires proches les unes des autres ; elles sont plus faciles à voir, donc moins d'entre elles seraient manquées. L'enregistrement de Rost indiquait également que la plupart des taches solaires apparaissaient dans l'hémisphère sud du soleil.

Rost avait fait à la fois des entrées textuelles dans ses enregistrements, numérotant et répertoriant les taches solaires qu'il avait observées, ainsi que des diagrammes indiquant leurs positions sur le disque solaire. En effectuant un nouveau décompte des groupes de taches solaires, l'équipe a défini des groupes de taches solaires où Rost avait décrit un groupe de taches solaires - une tâche difficile car Rost n'a pas toujours précisé clairement les distances de chaque groupe de taches solaires.

Ils ont trouvé des différences significatives. Par exemple, le premier cycle solaire après le minimum de Maunder s’est avéré comporter un nombre maximum de groupes de taches solaires de 12, par rapport aux études précédentes. La forme de ce cycle est devenue plus évidente, avec une phase ascendante atteignant un nombre maximum de groupes en 1719-1720, puis une phase descendante vers 1724, suivie d’une phase ascendante du nouveau cycle solaire.

Ils ont même pu compter un plus grand nombre de jours d’observation que Rost et Alischer, car les informations fournies par ces deux derniers ont été utilisées pour déterminer l’existence de taches solaires même si le nombre exact de groupes était indéterminé. Et ils ont découvert que la symétrie hémisphérique avait été retrouvée.