Force magnétique 2.2.3 Manifestations 2.2.2 Cycle solaire et ...

Localisation de la dynamo

Il a été vu plus haut que les modèles de dynamo cinématique et ceux de convection globale prédisent un gradient de vitesse angulaire opposé. Pendant longtemps, il n'y a eu aucun fait observationel venant infirmer l'un ou l'autre modèle. La rotation différentielle de surface était connue depuis longtemps, bien que différents indicateurs ne donnent pas les mêmes valeurs (figure 2.9). En revanche, le gradient radial dans la zone de convection n'était pas accessible à la mesure. L'héliosismologie fournit à présent un test et indique que la vitesse angulaire ne croit pas avec la profondeur. Ce résultat écarte donc le modèle de dynamo cinématique appliqué au volume de la zone de convection. En revanche, il est possible d'explorer la partie inférieure et la zone de convection pénétrante. Les résultats de l'héliosismologie indiquent aussi que la zone radiative est en rotation rigide. Par conséquent, il doit y avoir une région de transition entre zone convective et zone radiative où le gradient de vitesse angulaire doit être relativement fort et qui plus est de sens opposé aux basses et hautes latitudes. Gilman et al. (1989) ont discuté de telles implications sur le transport de moment angulaire et la dynamo solaire. Ils ont suggéré que le fort gradient de vitesse angulaire impliquerait que la zone de transition soit une région favorable à la localisation de la dynamo. Si le mouvement hélicodal dans cette région est dans le même sens que celui prédit par les modèles de convection globale, alors ces gradients impliqueraient que la migration des champs magnétiques se fasse vers les latitudes médianes à partir des pôles et de l'équateur. Cependant d'autres modèles de convection globale prédisent des directions opposées pour le mouvement hélicodal à la base de la zone de convection : dans ce cas, la migration des taches se ferait vers l'équateur pour celles provenant des régions de basses latitudes et vers les pôles pour celles provenant des latitudes supérieures. Ceci est en accord qualitatif avec les observations bien que seules les latitudes basses produisent des taches (le pourquoi de ce phénomène reste encore à résoudre).

La localisation de la dynamo dans le volume de la zone de convection posait un problème majeur : les champs magnétiques sont en effet poussés vers le haut par la pression magnétique dans un environnement convectivement instable. Or l'amplification des champs par la dynamo demande à ce que le champ magnétique reste dans la zone de convection pour des périodes comparables à celles du cycle solaire (11 ans) sinon l'effet pourrait être détruit (Parker 1975). Les effets de la poussée d'Archimède limitent par conséquent l'amplitude des champs magnétique à environ 200 Gauss. En revanche, les champs magnétiques d'amplitude supérieure ( Gauss) peuvent être maintenu dans une région stablement stratifiée en-dessous de la zone de convection. Les calculs de tube de flux menés par Moreno-Insertis (1986) montrent comment une partie du tube peut monter à la surface pendant que le reste demeure fermement ancré dans une région stratifiée et stable. Ceci serait en accord avec les faits observationels qui disent que les jeunes taches tournent plus vite que les taches plus âgées.