La cloche solaire : qu’ont en commun les petites et grandes éruptions ? ✛
Quand une cloche sonne, le son ne s’interrompt pas brusquement : il s’éteint progressivement. Les éruptions solaires se comportent de la même manière. Au moment de l’éruption, les champs magnétiques se réorganisent brutalement, et dans le gaz brûlant de l’atmosphère solaire naissent des oscillations — comme si l’on avait frappé un diapason géant. Ces pulsations amorties (ces scintillements rythmiques) nous disent : quelque chose « tinte » à l’intérieur de l’étoile.
Pour trouver un rythme commun dans ce « tintement », les chercheurs ont analysé plus de deux mille micro-éruptions et trois cents éruptions ordinaires. Grâce à la photométrie précise et au traitement spécifique du signal, ils ont extrait des scintillements des oscillations périodiques pures. Ensuite, ils ont fait passer les données par une analyse de Fourier et une comparaison statistique de modèles. Il s’est avéré que le temps d’amortissement τ et la période de pulsation P sont liés par une loi de puissance : τ ∝ P^α, où α vaut environ 0.9. Autrement dit, plus un « battement » dure longtemps, plus les oscillations mettront de temps à s’éteindre — et cette ligne sur le graphique est la même pour les micro-éruptions à peine perceptibles et pour les formidables explosions stellaires.
Cette loi universelle implique que le même mécanisme est responsable de l’amortissement partout — très probablement, des ondes magnétiques dans le gaz (celles-là mêmes qui font vibrer les boucles). Mais surtout, les pulsations deviennent désormais un outil de mesure. En mesurant la période, on peut déduire la longueur d’une boucle de plasma invisible ; connaissant le temps d’amortissement, on peut estimer sa température. Pour les étoiles naines rouges, trop lointaines pour que leurs boucles soient vues au télescope, c’est inestimable. Plus encore, en comparant le « tintement » des éruptions à différentes longueurs d’onde — par exemple, dans l’ultraviolet et les rayons X — les scientifiques apprendront à distinguer les types d’oscillations et à déterminer encore plus précisément ce qui se cache dans l’atmosphère tourmentée de l’astre. Ainsi, observer la façon dont les éruptions s’éteignent ouvre la voie à la compréhension du cycle de vie des étoiles — et le « carillon » des soleils lointains nous racontera leurs propriétés invisibles.
Les plus petites éruptions étudiées — les éclairs EUV — durent de quelques secondes à une minute, avec une taille d’environ 100 kilomètres seulement. Pourtant, on y observe les mêmes oscillations amorties que dans les éruptions géantes qui s’étendent sur des dizaines de milliers de kilomètres.