Présentation
1.1 Le Soleil est une étoile
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Au XIX
siècle,
les étoiles étaient considérées
comme des objets lumineux, sphériques et symétriques.
Leur énergie étaient supposée provenir
de celle libérée par la contraction gravitationnelle.
Mais dans ce contexte, le temps de vie évalué pour le Soleil était trop
faible pour concorder avec l'âge des structures
géologiques, le développement de la vie et l'apparition des espèces.
Ce n'est que dans la première moitié du XX
siècle, suite à la découverte de la source d'énergie nucléaire,
que le temps de vie du Soleil
est revu à la hausse. Cette découverte impliqua aussi de nouvelles
théories : les étoiles sont alors comprises comme des systèmes
en équilibre
dans lesquels l'énergie perdue par radiations émises à la surface
est compensée par la production interne d'énergie nucléaire.
Il est supposé, conformément aux principes de la thermodynamique,
que l'étoile est en équilibre de pression hydrostatique
et que le gradient de température vers l'extérieur
est monotonnement négatif.
Il faut attendre la seconde moitié du XX
siècle pour que
graduellement, les physiciens soient forçés d'admettre qu'une
étoile n'est pas un système en équilibre et que l'énergie est perdue
à la fois sous forme de matière et de radiations. Le gradient négatif
de température est remplacé par une élévation brusque de celle-ci
à travers la chromosphère et la couronne. Ces caractéristiques de
l'atmosphère solaire, d'abord considérées comme étant particulières
au Soleil, sont ensuite étendues à la plupart des étoiles évoluées.
Puis, des phénomènes actifs, tels ceux apparaissant sur le Soleil
(taches, éruptions, etc), sont observés sur les étoiles.
Les études menées sur le Soleil montrant
que l'activité solaire est une manifestation
de l'interaction entre les mouvements de plasma et le champ
magnétique, et la généralisation de ces phénomènes d'activité à
d'autres étoiles prouvent la présence universelle et l'importance des
champs magnétiques stellaires.
Cette découverte est très importante même si l'énergie
associée au champ magnétique est en fait bien plus faible que celle
emmagasinée dans les mouvements de convection et de rotation du plasma
stellaire.
Jusqu'alors, on croyait que la structure d'une étoile en équilibre
était déterminée par son âge, sa masse et sa composition chimique.
La découverte de l'universalité des champs magnétiques
et des différents effets imputés à cette même cause, conduit alors à
admettre que deux étoiles de même masse et même composition
chimique peuvent avoir
une structure atmosphérique (et probablement interne)
totalement différente.
Le champ magnétique et ses interactions avec
les mouvements de plasma peut donc être la clé de phénomènes aussi
divers que l'apparition de petites régions actives éphémères ou de
spicules sur le Soleil. Cette constatation a bien sûr
créé un regain d'intérêt sur ces interactions et sur tous les
phénomènes visibles qui en découlent.
Un exemple est celui des taches solaires qui sont observées
depuis longtemps et étudiées avec beaucoup d'attention. Cependant,
leur origine et leur structure restent encore des mystères.
Au tout début de leur découverte, les taches sont considérées
comme des défauts. Puis ensuite, elles sont considérées comme
des sphères parfaites, puis des trous dans l'atmosphère solaire par
lesquels il était possible de voir l'intérieur du Soleil qui est alors
supposé plus froid que son atmosphère. Ensuite, par analogie avec les
phénomènes atmosphériques terrestres, elles deviennent des tornades
de surface. Actuellement, les taches sont reconnues comme faisant parties
des régions actives dans lesquelles de grandes concentrations de
champs magnétiques
émergent à travers la surface. Un aspect intriguant des taches est
le cycle de 11 ans avec lequel varie leur nombre annuel.
Heinrich Schwabe, pharmacien et astronome amateur allemand, fait la première
allusion à un cycle de 10 ans en 1843. Plus récemment, la période du
cycle a été affinée à 11,1 ans en moyenne,
et il a été découvert
que d'autres phénomènes varient avec cette même périodicité.
Aujourd'hui, le terme cycle d'activité solaire est utilisé pour
désigner toute variation cyclique de ce genre.
A l'époque de Schwabe, les taches n'étaient qu'une curiosité ; elles
sont maintenant reconnues comme étant une des facettes d'un type plus
général d'activité stellaire.
Alors que certaines classes d'étoiles variables ont été reconnues comme
telles au XIX siècle
(les Céphéides et RR Lyrae), il était
généralement admis que les propriétés des étoiles restaient
inchangées au moins sur des échelles de temps de l'ordre de l'échelle
humaine. Reconnaître que la variabilité est une propriété
universelle des étoiles, qu'elle peut se manifester sous plusieurs
formes et que les taches n'en sont qu'un aspect particulier fut un
des grands pas fait dans le développement de la connaissance de la physique
stellaire durant ce siècle.
Bien que l'observation solaire soit de loin la plus aisée, les investigations
stellaires sont cependant très importantes (Baliunas et Jastrow 1990,
Noyes et al. 1991, Baliunas 1991,
Baliunas et al. 1991). C'est en effet de cette
façon que l'on peut étudier la dépendance de l'activité
stellaire avec des paramètres tels que l'âge, la taille, la température
de surface, la vitesse de rotation et la structure de la zone de convection,
paramètres qui restent fixés pour le Soleil.
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1.1 Le Soleil est une étoile
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Vigouroux Anne
Vendredi 13 Septembre 1996