Cartographier le champ magnétique solaire

Les taches solaires, les boucles coronales, les protubérances sont le signe de la présence de champ magnétique. Mais pour comprendre les mécanismes physiques qui gouvernent l’évolution de ces structures, il est aussi intéressant de connaître la polarité (l’orientation nord ou sud) ainsi que l’intensité du champ dans ces régions.

Un magnétogramme est une carte du Soleil montrant l’orientation (la polarité) des lignes de champ magnétique. Généralement, il s’agit juste de la composante dirigée selon la ligne de visée (direction Soleil-observateur), autrement appelée composante longitudinale.

La figure ci-contre présente une observation de la photosphère obtenue le 13/05/2005. Elle montre la présence de différents groupes de taches solaires (identifiés par leur index international NOAA). La grille de coordonnées héliographiques (voir la section suivante) a été ajoutée pour repérer plus facilement les structures.

La deuxième image indique l’orientation (la polarité) des lignes de champ magnétique. Les zones noires représentent des régions où le champ magnétique s’éloigne de l’observateur (polarité négative). Dans les zones blanches, les lignes de champ magnétique pointent vers l’observateur (polarité positive). Les zones grisées sont des régions de champ magnétique d’intensité faible. En effet, dans les taches, le champ magnétique peut atteindre quelques milliers de Gauss (1 Gauss = 10^-4 Tesla), tandis qu’en dehors de ces régions (et hors petits tubes de flux) il est de l’ordre de 10 Gauss.

Un autre point est remarquable : les taches de tête (les plus à l’ouest, c’est-à-dire à droite sur le magnétogramme) sont d’une polarité dans un hémisphère (positive dans l’hémisphère nord dans le cas présenté) et de l’autre polarité dans l’autre hémisphère (négative dans l’hémisphère sud). Ces orientations se maintiennent pendant 11 ans et s'inversent au cycle suivant.

Les taches et groupes de taches sont soumis à l’orientation globale de champ magnétique solaire, mais se comportent aussi comme si un aimant était placé juste sous la surface. Nous avons maintenant les éléments suffisants pour comprendre le cycle solaire et l’activité solaire (tout du moins dans la mesure des connaissances actuelles …).