4.4.3 Analyse des séries temporelles

Une analyse fréquentielle des 7000 mesures du diamètre horizontal faites par La Hire montrent la présence d'une oscillation de période moyenne de 9,6 ans (Ribes et al. 1989). D'autres oscillations sont également visibles en particulier pour des périodes de l'ordre de 2 à 3 ans et de 17 mois. L'amplitude de ces dernières excède à peine 2 à 3 fois le niveau du bruit, principalement à cause des incertitudes inhérentes à l'optique de l'époque. Elles sont cependant visibles dans d'autres indices de l'activité, ce qui suggère qu'elles soient réellement présentes dans le diamètre solaire. L'analyse par Fourier révèle aussi l'existence d'une périodicité à 6 mois d'amplitude 15 fois plus importante que celle du bruit. Elle résulte très probablement des différentes latitudes héliographiques couvertes lors des observations annuelles. Un instrument méridien n'observe en effet pas toujours le même diamètre : aux solstices d'été et d'hiver c'est le diamètre équatorial qui est mesuré alors qu'à l'équinoxe de printemps (respectivement d'automne), on voit le diamètre correspondant à une latitude héliographique de +30 (resp. de -30). Ce phénomène est la conséquence de l'inclinaison de 23,27' de l'axe de la Terre par rapport au plan de l'écliptique ajouté des environ de l'inclinaison de l'axe de rotation solaire. Pour peu que les centres actifs modifient le diamètre apparent des latitudes actives (voisines de ), cela créerait une variation semi-annuelle dans les mesures (Ribes et Nesme-Ribes 1993).

Cette étude montre que l'oscillateur solaire aurait continué de fonctionner durant le minimum de Maunder bien que l'activité des taches ait été réduite à son minimum. L'observation d'aurores boréales au milieu du XVII siècle semble confirmer la présence du cycle d'activité magnétique (Schröder 1988). De même, la modulation de l'abondance du C (Damon et Sonett 1991) ou du Be en donne d'autres évidences (Beer et al. 1991).

Le nombre de taches et le diamètre solaire observés de 1660 à 1719 ont récemment été analysés à l'aide de l'ondelette de Morlet (Nesme-Ribes et al. 1995, voir l'article en annexe). Les diamètres utilisés proviennent des mesures de Mouton (1659 à 1661), de Picard et Richer (1666 à 1672) et de La Hire père (1683 à 1718) et fils (1719). Une série de mesures récentes (1978 à 1995) fournie par F. Laclare, observant à l'astrolabe du CERGA, a elle aussi été analysée. Le nombre de taches provient d'une reconstruction de l'activité solaire par Hoyt et al. (1994, voir le chapitre 5). L'analyse a été faite pour les deux séries de diamètre et de taches. L'oscillation à 11 ans est très clairement visible sur les données du diamètre historique et est en opposition de phase avec celle du nombre de taches. Il en est de même pour l'oscillation présente dans les données récentes bien qu'elle soit d'amplitude plus faible. L'amplitude de ces oscillations et leur variation au cours du temps peuvent être suivies par le biais des coefficients d'ondelette. Le cycle de 11 ans n'est visible pour les taches qu'à partir de 1695, date à laquelle correspond la fin du minimum de Maunder. À l'inverse, l'oscillation du diamètre est très intense durant cette période et s'atténue à partir de 1695. Ces résultats montrent que le minimum de Maunder est caractérisé par une forte oscillation hydrodynamique associée à une faible oscillation magnétique alors qu'au XX c'est l'inverse qui est observé. Ces phénomènes montrent l'intérêt des longues séries d'observation pour comprendre l'évolution du magnétisme.