4.7 Diamètre et activité solaire

En 1979, Sofia et al. définissent un rapport permettant d'estimer les variations relatives de la constante solaire () et du rayon () :

En 1984, Fröhlich et Eddy déterminent la valeur de à partir de l'irradiance observée et du rayon apparent mesuré Leur étude mène à avec un intervalle de confiance de 95 %. La valeur observée de est un paramètre important permettant de tester les modèles de l'intérieur du Soleil. Le calcul théorique de est en revanche difficile car la relation entre et dépend du mécanisme physique qui les lie. Un changement concommittant du rayon et de la luminosité pourrait être induit par une variation dans l'efficacité de la convection, provoquée par l'inhibition magnétique du transport convectif de chaleur. En se basant sur de tels modèles, la théorie prédit une valeur de largement inférieure à celle déduite des observations. Par exemple, Gough (1981) donne une valeur maximale de de 5.. Mais il montre aussi que la valeur de peut augmenter avec la profondeur. La valeur importante trouvée par Fröhlich et Eddy indiquerait alors que les perturbations liées aux fluctuations du rayon et de la luminosité se trouveraient plus profond dans la zone de convection, peut-être à la limite entre zone convective et radiative, là où, on l'a vu, se situerait la dynamo solaire. Spruit (1982) donne quant à lui une valeur de de l'ordre de 2.10.

Une étude simultanée de et de permettrait de voir si ces deux paramètres sont réellement liés et, s'ils le sont, d'élucider les mécanismes responsables de leur variation commune. Ceci pourra être fait à partir d'instruments tels LOI ou MDI (Luminosity Oscillation Imager et Michelson Doppler Imager) embarqués à bord du satellite SOHO.

D'autres études des relations existant entre des paramètres globaux du Soleil et le rayon ont été faites. Delache et al. (1988) trouvent des périodicités à 320 jours et 1000 jours dans les mesures de l'irradiance totale (observée par ACRIM sur le satellite SMM). Ces oscillations sont de plus en phase avec celles correspondantes du diamètre apparent observé par F. Laclare à l'astrolabe du CERGA. En 1993, Delache et al. présentent une analyse de la corrélation temporelle entre les mesures du rayon (observé à l'astrolabe du CERGA), les données sur le flux de neutrino et celles sur le décalage des fréquences acoustiques. Ils trouvent une anticorrélation significative des deux premières quantités avec la dernière. Des variations sont détectées pour des périodes de l'ordre du cycle de 11 ans et plus courtes. Ils suggèrent que les variations du flux de neutrino pourraient correspondre à de petites variations dans la génération de l'énergie dans le noyau. Pour des périodes de l'ordre du mois et plus longues, il est possible de supposer que le Soleil est dans un équilibre quasi-hydrostatique. Ils en déduisent donc que les variations dans la génération de l'énergie impliquent des variations dans le rayon (avec une phase identique). Ces dernières induisent des changements dans les tailles des cavités résonnantes dans lesquelles les modes acoustiques sont piégés impliquant une diminution dans le décalage en fréquence.
Les variations du rayon constituent donc un sujet encore très controversé : les différentes mesures ne donnent pas les mêmes résultats mais les théories, bien que leurs prédictions dépendent du modèle utilisé et du phénomène mis en jeu pour expliquer les variations, s'accordent à dire qu'une modification observée (tendance séculaire et/ou variations pério-diques) du rayon serait de la première importance et remettrait en cause certaines parties de la théorie de la physique solaire.
Le nombre de taches sur le Soleil, est quant à lui un indice beaucoup plus fiable (les taches sont bien visibles) et a été mesuré depuis très longtemps. La variation à 11 ans de ce nombre impose des contraintes à la théorie : il faut en effet expliquer l'apparente différence entre les cycles eux-mêmes, leur dyssimétrie, etc. Il faudrait aussi pouvoir prédire les prochains cycles, et jusqu'à présent, malgré de nombreuses tentatives, les essais furent infructueux. Ces ``échecs'' montrent que même un nombre de taches bien mesuré et observé de façon quotidienne peut avoir une évolution en apparence simple mais intrinsèquement complexe voire impossible à modéliser. Ce nombre de taches est le sujet du prochain chapitre.