cycle solaire

Une batterie solaire à pérovskite, c'est comme une jeune athlète : au début, elle donne d'excellents résultats, mais avec l'âge, elle se fatigue. En huit heures, ses performances chutent nettement, et aucune cause visible comme des fissures ou de la poussière n'apparaît. Des scientifiques ont pris une batterie et ont relevé ses mesures à la 0e, 90e, 280e et 480e minute de sa vie.

Le vent solaire est un flux continu de particules chargées s'échappant du Soleil. Il comporte deux composantes principales : les protons (noyaux d'hydrogène) et les particules alpha (noyaux d'hélium, quatre fois plus lourds).

Dans le système KH 15D, deux jeunes étoiles tournent autour d'un centre commun, et entre elles et nous se trouve un immense disque de poussière – comme un rideau qui tantôt cache les étoiles, tantôt les dévoile. Pendant soixante-quinze ans, les astronomes ont observé ce « théâtre d'ombres » : parfois la lumière s'éteignait presque, parfois elle flamboyait à nouveau.

Deux cent quatre-vingt-neuf jours — c'est la durée d'une rotation de la naine blanche WD 1532+129. Ce n'est pas qu'un simple record : à sa surface, près des pôles magnétiques, apparaissent des cicatrices de fer et d'autres métaux — des témoins silencieux des planètes qu'elle a englouties.

Sans cesse, le Soleil est frappé par des décharges — la reconnexion magnétique dans le plasma libère de l'énergie, faisant briller la couronne. Après chaque décharge, des ondes magnétohydrodynamiques continuent de parcourir les boucles de plasma — comme le son d'une cloche qui s'éteint.

L'immense nuage de blocs de glace aux confins du système solaire — le nuage d'Oort — ressemble à une bulle transparente s'étendant sur près d'une année-lumière de diamètre. D'ordinaire, ces blocs flottent tranquillement dans leurs recoins lointains, mais parfois quelque chose les dérange. Le plus souvent, c'est l'effet de marée de notre Galaxie.

Une planète glisse devant le disque de son étoile — et devient un instant une lampe de poche. Elle masque une minuscule portion de la surface, révélant des détails qui, autrement, échappent au regard. C'est ainsi que des astronomes ont plongé au cœur des taches sombres de l'étoile V1298 Tauri, un jeune jumeau de notre Soleil.

Le Soleil ne couve pas d'un feu égal : il s'embrase par séries. Comme un feu de camp qui tantôt s'apaise, tantôt projette des gerbes d'étincelles. Ces « saisons de feu » durent de six mois à un an et demi, et pendant ce temps, l'astre se couvre de taches particulièrement nombreuses.

Un lampadaire qui clignote quand quelqu'un passe devant. C'est un peu ce que fait Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche de nous : elle s'embrase en réponse au mouvement de ses planètes. Les astronomes ont observé cette étoile avec un instrument très sensible, le spectrographe ESPRESSO. Comme un prisme, il décompose la lumière en couleurs.

Un chaudron géant qui couve presque toujours, mais qui projette parfois des gerbes d'étincelles. C'est à peu près le comportement du trou noir supermassif au centre de notre galaxie – l'objet Sagittaire A*. Il est quatre millions de fois plus massif que le Soleil et se trouve à 26 000 années-lumière de nous.

Une toupie qui tourne tout en oscillant légèrement : c'est à peu près ainsi que les astronomes imaginent l'étoile à neutrons du système binaire Hercule X-1. Elle effectue une rotation complète sur elle-même en une seconde, mais son axe décrit lentement un cône avec une période de 35 jours.

Une tache solaire — île sombre sur la surface incandescente — respire. Toutes les trois minutes, une onde s'en échappe, court le long d'une arche magnétique invisible et fait briller le plasma au-dessus de la tache voisine en un signal radio. Sept de ces éruptions consécutives ont été captées par les radiotélescopes le 14 février 2024.

Depuis 800 000 ans, les périodes glaciaires suivent un rythme d'environ 100 000 ans. Ce rythme coïncide étonnamment avec les variations de l'excentricité de l'orbite terrestre, l'un des cycles de Milankovitch.

Au centre de la Voie lactée se trouve le trou noir supermassif Sagittarius A*. Il est quatre millions de fois plus massif que le Soleil, mais à l'échelle cosmique, il se comporte calmement : il ne s'illumine que rarement, lorsqu'il avale une portion de gaz.

Un phare clignote toutes les quelques secondes, mais soudain, il se met à s'intensifier et à s'éteindre lentement, sur une année. C'est exactement le comportement d'environ un tiers des géantes rouges — ces énormes étoiles en fin de vie.

Tous les 1151 ans, les sept planètes du Système solaire — de Mercure à Neptune — se retrouvent presque aux mêmes points de leurs orbites. Leur dispersion est inférieure à un degré, comme si le mécanisme céleste se remontait sur le même air.

Le soleil pulse selon un rythme lent, et ce rythme se fait entendre dans les pluies du Brésil. Les taches sur le disque solaire s'épaississent puis s'éclaircissent environ tous les onze ans, et avec elles changent la pression dans le Pacifique, la température de sa surface, puis la quantité de précipitations dans le nord-est du pays.

La lumière du Soleil est généralement non polarisée : ses ondes oscillent dans toutes les directions, comme une foule où chacun agite les bras comme il veut. Mais le 3 mai 2023, des astronomes à Locarno (Suisse) ont remarqué que pendant une éruption, la lumière de l'hélium devenait organisée — les ondes s'alignaient dans une direction, comme des soldats en parade.

Le Soleil connaît parfois des éruptions – de brillantes explosions qui projettent dans l'espace des flots de particules chargées. Le 22 avril 2021, une telle éruption s'est produite dans une région active où une tache sombre était traversée par un « pont » lumineux de gaz plus chaud.

Le Soleil n'est pas une ampoule parfaitement stable. Sa luminosité tremble légèrement : tantôt elle augmente, tantôt elle diminue. Pour le climat de la Terre, même les variations lentes, étalées sur des milliers ou des millions d'années, comptent. Ce sont elles qui ont pu laisser une trace dans les archives géologiques des 540 derniers millions d'années. L'astronome [scientist:A.

Les scientifiques cherchent des planètes autour d'étoiles lointaines en observant le léger balancement de l'étoile : la planète l'attire, et la lumière de l'étoile devient tantôt légèrement bleue, tantôt légèrement rouge. Mais les étoiles ont aussi leurs propres ondulations — des taches sombres et des facules brillantes à leur surface.

L'étoile 31 Aquilae est une étoile âgée qui a gonflé et est devenue une sous-géante. Autrefois semblable au Soleil, elle a depuis refroidi et augmenté de taille. Elle tourne très lentement : un tour complet prend plusieurs jours.

Une toupie qui tourne si vite qu'elle accomplit 220 tours en une seconde : c'est exactement ce qu'a capté le radiotélescope chinois FAST. Il s'agit du pulsar PSR J1810-0623, une étoile à neutrons de la taille d'une ville, mais plus massive que le Soleil. Toutes les 4,55 millisecondes, son faisceau radio balaie la Terre, tel un phare dans l'océan cosmique.

Des astronomes ont capté le signal d'un phare cosmique — un pulsar radio avec une période de 36 minutes. Contrairement aux pulsars ordinaires (étoiles à neutrons qui font des centaines de tours par seconde), celui-ci tournait à peine. Il a émis des impulsions pendant seulement huit jours puis a disparu, visible uniquement dans le domaine radio.

Une éruption solaire ressemble à un court-circuit dans une enseigne au néon géante. À l'intérieur du Soleil, les champs magnétiques s'enroulent en boucles, comme des élastiques torsadés, et lorsqu'ils se reconnectent, de l'énergie est libérée dans l'espace.

Les rayons cosmiques sont des particules chargées qui nous parviennent d'explosions d'étoiles lointaines. Mais avant d'atteindre le détecteur, elles traversent la bulle du vent solaire. Le Soleil respire : tantôt il gonfle cette bulle, tantôt il la comprime.

Les éclipses dans les étoiles doubles sont comme une horloge : la naine blanche (le résidu dense d'une étoile) passe régulièrement devant sa compagne, et la lumière s'éteint brièvement. Mais pour la plupart de ces paires, l'horloge avance ou retarde de quelques secondes sur des années. Les astronomes ont mesuré ces dérèglements dans 43 systèmes et ont trouvé une régularité.

Chaque seconde, des particules invisibles venues de l'espace — les rayons cosmiques — percutent l'atmosphère terrestre. En entrant en collision avec les molécules d'air, elles génèrent des cascades de particules secondaires, parmi lesquelles les muons sont particulièrement nombreux.

Deux vieux engins, lancés en 1977, traversent l'espace interstellaire, cette région où l'influence du Soleil s'estompe. Le Soleil ne se contente pas de briller : il émet en permanence un flux de particules chargées qui forme autour de notre système une bulle géante, l'héliosphère.

Le Soleil n'est pas une sphère paisible, mais un chaudron bouillonnant qui vit selon ses propres rythmes. Environ tous les 11 ans, son activité atteint un pic : davantage de taches sombres apparaissent à sa surface, et des flux de particules chargées s'élancent dans l'espace. Mais à l'intérieur de ce grand cycle se cache un rythme plus court, d'environ 1,7 an.

La jeune étoile RY Tau ressemble à une toupie capricieuse. Autour d'elle tourne un disque plat de gaz et de poussière — les restes du nuage dont l'étoile est née. Une partie de la matière du disque est attirée par l'étoile, comme par un aspirateur, tandis qu'une autre partie est rejetée en un étroit cône de vent, tel un jet d'eau.

Dans un nuage de gaz dense où se forme une étoile plus lourde que le Soleil, il existe une minuscule source d'ondes radio. Elle fonctionne comme un laser : les molécules de méthanol amplifient le rayonnement, et nous voyons un point brillant. Mais ce point se comporte étrangement — sa luminosité monte et descend en quelques heures.

L'étoile à neutrons 1E 161348-5055, dans le rémanent de supernova RCW 103, pulse avec une période de 6,67 heures. C'est très lent pour un objet aussi compact, et les astronomes ont longtemps peiné à comprendre ce qui se passe.

Pendant treize ans, l'observatoire spatial Swift a enregistré la « respiration » en rayons X du pulsar GX 301-2. Toutes les quelques minutes, l'instrument BAT mesurait la quantité de rayonnement dur provenant de cette paire — une étoile à neutrons et son compagnon massif.

Une boussole magnétique dans une éprouvette — cela semble être un tour de passe-passe, mais c'est de la physique pure. Dans une solution de fumarate (un sel d'acide malique), les noyaux de carbone-13 se comportent comme de minuscules toupies.

Dans le cristal de silicium qui sert à fabriquer les puces électroniques, il arrive qu'un atome étranger s'y loge — par exemple, du magnésium. Il se comporte comme un petit aimant avec plusieurs « positions d'aiguille ». Si l'on éclaire ce cristal avec un bref éclair, l'atome s'excite un instant, puis revient à son état initial.

Autour de TRAPPIST-1, la photosynthèse oxygénique perd la course. Cette étoile naine émet surtout de l'infrarouge, et non de la lumière visible comme le Soleil.