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| | Les taches solaires ne sont pas des structures permanentes à la sur- | | Les taches solaires ne sont pas des structures permanentes à la sur- |
| − | face du Soleil. Leur durée de vie est de l'ordre de quelques jours à 1 mois pour les plus durables, mais, surtout, leur taille et leur nombre sont très variables. On a ainsi pu noter depuis très longtemps l'existence d'un cycle de 11 ans' au cours duquel le nombre de ces taches varie considérablement. Dans le creux du cycle, il n'y a pratiquement pas de taches à la surface du Soleil alors que, au moment du maximum, les tâches sont nombreuses.
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| − | Mais à quoi correspondent ces taches ? Il s'agit de matière électrisée (hydrogène essentiellement) qui s'élève au-dessus de la surface du Soleil en suivant les lignes de champ
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| − | magnétique jusqu'à des dizaines de milliers de kilomètres de hauteur. Cette matière se refroidit et apparaît, par contraste, sombre par rapport à la surface du Soleil (qui est à environ 5 500 °C) bien qu'elle soit encore à des températures de l'ordre de 4 000 OC à 4 500 OC. On a pu constater que l'augmentation du nombre de taches était liée à une activité plus importante du Soleil.
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| − | Lors du maximum d'activité, des flots importants de particules chargées (électrons et protons essentiellement) peuvent être éjectés du Soleil à grande vitesse (de 500 km/s à 1 000 km/s). Cela provoque alors ce qu'on appelle des orages magnétiques qui brouillent les communications radio en ondes courtes à la surface de la Terre. La perturbation peut durer plusieurs jours, comme ce
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| − | fut le cas en août 1972 où une arrivée intense de protons solaires rendit impossible les communications radio aux hautes latitudes. Pendant une semaine, il n'y eut aucune liaison radioélectrique possible entre les îles Kerguelen et la terre Adélie.
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| − | C'est à ces moments-là qu'on peut observer les magnifiques aurores (boréales ou australes) provenant de la luminescence des hautes couches de l'atmosphère (entre 80 km et 150 km d'altitude). Ce sont les particules chargées en provenance du Soleil qui tournent en spirale à grande vitesse dans le champ magnétique terrestre en se rapprochant des pôles magnétiques qui électrisent l'air sur leur passage et font ainsi briller la haute atmosphère. Lorsque ces particules terminent leur trajectoire au voisinage du pôle magnétique, elles peuvent créer par induction dans la croûte terrestre des champs électriques non négligeables dont les effets peuvent être redoutables sur des systèmes conducteurs de grande longueur comme les lignes téléphoniques ou les lignes électriques. Des courants de plusieurs dizaines d'ampères peuvent être générés dans ces lignes par les orages magnétiques solaires.
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| − | C'est ce type de perturbation qui a provoqué les deux grandes coupures d'électricité de la ville de New York en 1969 et en 1972. La zone aurorale se situe dans le sud du Canada où le réseau de lignes électriques est très dense car la région est très industrialisée. Les échauffements locaux provoqués par les courants parasites dus à un orage magnétique solaire amènent les systèmes de sécurité à déconnecter certaines centrales, forçant ainsi les autres à produire plus pour compenser cette déconnection momentanée. On comprend dès lors comment, par un effet de réactions en chaîne, les centrales peuvent se déconnecter les unes après les autres.
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| − | Les arrivées massives de protons solaires peuvent-elles être nuisibles pour l homme ?
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| − | Oui, en particulier pour les astronautes et les équipages d'avions supersoniques volant à haute altitude (entre 15 km et 20 km). Il est facile pour ces derniers de revenir à des altitudes plus basses où l'atmosphère les protège par son effet absorbant. Mais, pour les astronautes, il est plus difficile de modifier le programme de vol en retardant le lancement ou en procédant à un retour précipité sur Terre. De plus, les flux de particules intenses peuvent causer des dommages importants aux systèmes électroniques et aux cellules solaires des satellites et des sondes spatiales.
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| − | Le cycle solaire influence-t-il le climat terrestre ?
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| − | On retrouve bien le cycle solaire de 11 ans dans les variations de densité des hautes couches de l'atmosphère (situées entre 200 km et 800 km d'altitude). Cela vient essentiellement de l'absorption du rayonnement ultraviolet et des rayons X solaires par les couches basses qui se répercute ensuite, par conduction, aux couches plus hautes. Mais la répercussion sur les couches les plus basses, et donc sur le climat terrestre, est moins facile à mettre en évidence. Il faut dire que les phénomènes terrestres tels que l'activité volcanique explosive (qui émet d'énormes quantités de poussière dans l'atmosphère) ou les échanges atmosphère-océan ont toutes les chances de masquer les effets du Soleil. Néanmoins, on a trouvé des preuves indéniables de corrélation entre les variations climatiques et l'activité solaire.
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| − | Ainsi, l'étude des couches géologiques dans des roches d'Australie vieilles de 700 millions d'années montre des cycles de 11 ans dans la sédimentation. Une couche de 9 m d'épaisseur, correspondant à 19 000 ans de sédimentation, a ainsi été analysée en détail. L'Australie était alors en grande partie recouverte de glace et les dépôts annuels de sédiments en bordure des glaciers étaient plus importants les étés où la glace fondait davantage, c'est-à-dire lorsqu'il y avait un réchauffement plus fort. On s'aperçoit que les dépôts sont systématiquement plus épais tous les 11 ans, reflétant ainsi les augmentations du flux solaire correspondant au maximum d'activité du Soleil. L'analyse de dépôts plus récents (de l'année 1700 à l'année 1930) dans un lac glaciaire d'Alaska a montré la même périodicité de 11 ans mais, jusque-là, on n'a rien trouvé d'aussi net que dans les anciennes roches du continent australien.
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| − | L'atmosphère terrestre il y a 1 milliard d'années était peut-être tout simplement plus sensible qu'aujourd'hui aux variations du flux solaire, ou alors le cycle solaire était plus accentué. L'étude des anneaux decroissance sur les troncs d'arbres coupés (ou fossilisés) montre également l'influence du cycle solaire de 11 ans.
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| − | Une autre chose intéressante qui ressort de l'alternance des couches sédimentaires des roches australiennes est l'existence d'un cycle long de 314 ans (les dépôts passent par un maximum d'épaisseur en moyenne tous les 314 ans). Ce cycle se retrouve une soixantaine de fois de suite et semble donc bien réel, tout au moins pour la période considérée. Si un tel cycle existe toujours à notre époque, il pourrait avoir des conséquences notables sur le climat terrestre.
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| − | Va-t-on vers un mini-âge glaciaire ?
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| − | Un mini-âge glaciaire s'est produit vers la fin du xvii, siècle (en gros, entre 1650 et 1700) tout au moins pour
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| − | l'Europe où l'on a alors constaté une avancée non négligeable des glaciers dans les Alpes. Il semble clairement lié à une baisse de l'activité solaire : l'examen attentif des relevés de taches à la surface du Soleil trouvés dans les archives montre, en effet, qu'il y en avait très peu et, de plus, que le Soleil tournait alors légèrement moins vite sur lui-même ; il était alors un peu plus gros et plus froid que la normale mais de manière imperceptible pour les instruments de l'époque. Si cela correspond à un minimum du cycle de 314 ans mentionné ci-dessus, nous devrions avoir un nouveau coup de froid en cette fin de xxe siècle. De fait, les mesures du flux solaire effectuées par satellite au cours des dernières années indiquent une décroissance infime mais continue de ce flux. La baisse serait de presque 0,02 % par an, ce qui amène donc à 0,2 % en l'espace de 10 ans. Or, une baisse de l'ordre de 1 % dans la luminosité solaire, qui serait atteinte en une cinquantaine d'années à ce rythme, bien qu'imperceptible à l'oeil, suffirait pour modifier sensiblement le climat terrestre.
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| − | Ne nous alarmons pas, nous n'en sommes pas encore à voir passer des ours polaires sous les ponts de Paris ! Par ailleurs, les écrits anciens ne font pas état d'un mini-âge glaciaire précédant de 314 ans celui du xvii' siècle, au contraire même, on a eu un
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| − | échauffement au xiu, et au xiv, siècle...
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| − | Tout cela montre qu'il faut être très prudent en la matière, et ce n'est pas, par exemple, parce que deux ou trois hivers d'affilée ont été rigoureux qu'on s'achemine vers un petit âge glaciaire. Quant aux grandes périodes de glaciation, elles pourraient être liées à des causes plus complexes telles que la traversée de nuages de poussière interstellaire par le Soleil lors de son déplacement dans la Galaxie comme nous le verrons lors de l'étude de la Galaxie elle-même.
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| − | Le cycle solaire a-t-il
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| − | une influence sur l'homme ?
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| − | Beaucoup de choses ont été dites à ce sujet mais rien ne semble clairement établi. On peut même dire que beaucoup de statistiques farfelues sont mentionnées à ce propos.
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| − | Il en est ainsi des statistiques suivant lesquelles il y aurait une augmentation des admissions dans les hôpitaux pour les maladies cardio-vasculaires lors des maxima d'activité solaire. Certains prétendent même que beaucoup de conflits sur notre planète coïncident avec ces maxima, mais il faut souligner que les conflits sont malheureusement si nombreux qu'on en trouve toujours pour coïncider avec un maximum solaire donné.
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| − | Temps solaire et temps légal
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| − | L'heure de notre montre n'est pas directement liée au mouvement du Soleil. On pourrait décréter qu'il est midi à la montre lorsque le Soleil passe au plus haut de sa trajectoire à Paris (il passe alors dans le plan méridien local) mais, au même instant, il aurait déjà dépassé ce point à Strasbourg depuis 22 mn et il ne l'atteindrait à Brest que 28 mn plus tard. On a ainsi 50 mn d'écart entre l'est et l'ouest de la France. Il faut donc s'aligner sur un point donné ou, plutôt, un méridien donné ; en l'occurrence, c'est celui de Greenwich qui a été choisi pour des raisons historiques et c'est à partir de celui-ci que sont mesurées les longitudes et que sont délimités les fuseaux horaires. Par ailleurs, la division de la journée en 24 h correspond à une journée solaire « moyenne » car l'orbite de la Terre n'est pas parfaitement circulaire et, de plus, l'axe terrestre est légèrement incliné sur le plan orbital. Cela amène le Soleil à avoir un mouvement apparent qui n'a pas la régularité d'horloge qu'on voudrait lui prêter.
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| − | La durée du jour solaire vrai (intervalle entre deux passages du Soleil au méridien) varie ainsi entre 23 h 59 mn 39 s et 24 h 0 mn 30 s. Ainsi, lorsqu'il est 12 h en temps universel (TU) au niveau du méridien de Greenwich, le Soleil n'est pas précisément à son point culminant mais peut avoir jusqu'à 15 mn d'avance ou 15 mn de retard suivant la période de l'année. Ce décalage est régi par ce qu'on appelle l'équation du temps et explique la présence de courbes en 8 sur certains cadrans solaires. Ces courbes permettent de corriger le mouvement irrégulier du Soleil pour passer du temps solaire local au temps légal, c'est-à-dire à l'heure lue sur la montre. De plus, il faut tenir compte du décalage en longitude par rapport au méridien de
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| − | Greenwich qui se traduit par 4 mn d'avance du Soleil pour 10 en longitude vers l'est. Tout cela montre bien la complexité des liens entre le temps solaire qui a été longtemps utilisé dans nos campagnes et le temps légal donné par nos montres.
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| − | A-t-on 1 h d'écart avec le Soleil, l'hiver, et 2 h, l'été ?
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| − | Les choses ne sont pas aussi simples. Toutefois, pour ceux qui habitent au voisinage du méridien de Greenwich (qui passe en France tout près du Havre, non loin du Mans puis d'Angoulême et, enfin, entre Lourdes et Tarbes) cela sera assez bien vérifié en moyenne. Seules seront alors perçues les fluctuations du mouvement apparent du Soleil qui amèneront à 15 mn d'avance ou 15 mn de retard suivant les moments de l'année (le maximum d'avance du Soleil est exactement de 16 mn 24 s et il est atteint au début de novembre ; le maximum de retard est de 14 mn 18 s et il est atteint à la mi-février).
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| − | Le décalage le plus important provient de la différence de longitude entre le lieu d'observation et le méridien de Greenwich. Ainsi, à Strasbourg, l'écart entre le Soleil et la montre sera, en moyenne, de 31 mn (heure d'hiver) ou de 1 h 31 mn (heure d'été) alors que, à Brest, il atteindra 1h18 mn en hiver et 2 h 18 mn en été.
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| − | Est-ce le jour du solstice d'hiver que le Soleil se couche le plus tôt ?
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| − | Paradoxalement, ce n'est pas le 22 (ou le 21) décembre, jour du solstice d'hiver, que le Soleil se couche le plus tôt. Et, pourtant, c'est bien ce jour-là le plus court de l'année. La raison en est que lorsque les jours racourcissent en décembre le Soleil prend un peu plus de retard chaque jour dans son mouvement apparent. Ce retard se répercute sur l'heure du lever comme sur celle du coucher, de telle sorte que le Soleil tarde de plus en plus à se coucher chaque soir alors même que les jours sont en train de diminuer. C'est ainsi que, le 12 décembre, le Soleil va se coucher le plus tôt de toute l'année. Dans les jours qui suivent, on en profitera un peu plus le soir, du fait du retard évoqué plus haut ; en revanche, on attendra relativement plus longtemps son apparition le matin. Après le solstice du 22 décembre, qui sera effectivement le jour le plus court de l'année, on continuera à voir le Soleil se coucher de plus en plus tard le soir mais il faudra attendre les premiers jours de janvier pour voir enfin le Soleil apparaître plus tôt le matin, car c'est le 1 er janvier qu'on attendra le plus longtemps son lever.
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| − | Les décalages observés alors d'un jour à l'autre sont presque toujours inférieurs à la minute mais, sur une quinzaine de jours, cela crée un écart global supérieur à 5 mn qui peut se remarquer si on y prête attention. En tout cas, le dicton populaire est presque juste qui dit : « A partir de la Sainte-Luce [13 décembre] les jours avancent du saut d'une puce. »
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| − | Les éclipses
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| − | Si les éclipses de Soleil existent, c'est parce que la Lune est juste assez grande (angulairement parlant) pour masquer le Soleil lorsqu'elle s'interpose entre lui et nous. Et encore y a-t-il des cas où la Lune est un peu plus éloignée sur son orbite (qui n'est pas parfaitement circulaire) et apparaît de ce fait légèrement plus petite que d'habitude ; si une éclipse se produit alors, la Lune ne masquera pas entièrement le Soleil et on verra un fin anneau de lumière entourer la Lune : c'est ce qu'on appelle une éclipse annulaire.
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| − | Si la Lune tournait dans le plan de l'orbite terrestre, on verrait une éclipse de Soleil à chaque nouvelle Lune. Or, ce n'est pas le cas, tout simplement parce que le plan de l'orbite lunaire est légèrement incliné (d'environ 5°) Par rapport au plan de l'orbite terrestre. Il faut donc des conjugaisons favorables pour avoir une éclipse. De plus, lorsqu'il y a éclipse, celle-ci n'est totale que pour les points de la Terre bien alignés avec l'axe Soleil-Lune ; ailleurs, elle n'est que partielle en ce sens que seulement une partie du Soleil apparaît masquée par la Lune.
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| − | Que voit-on lors d'une éclipse totale?
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| − | Aux abords immédiats du disque solaire, on voit dépasser des sortes de
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| − | panaches ou des boucles de matière brillante — on les appelle les protubérances solaires — coïncidant en général avec les taches solaires et qui ne sont pas visibles d'habitude car ils sont noyés dans l'éclat du disque solaire. Mais, surtout, on voit une structure étendue qui s'étend tout autour du Soleil en fins rayons légèrement courbés, souvent semblables à des plumes d'oiseau. Il s'agit de la couronne solaire. Sa brillance et son aspect sont directement liés au champ magnétique solaire et dépendent donc de la phase du cycle solaire au moment de l'observation.
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| − | Les éclipses se produisent-elles à intervalles réguliers ?
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| − | Elles se produisent de manière cyclique tous les 18 ans ; ce cycle, connu depuis l'Antiquité, s'appelle le saros. Sa durée précise est de 18 ans 11 jours et 8 h. Après cet intervalle de temps, le Soleil, la Lune et la Terre se retrouvent dans la même configuration. Toutefois, le saros ne correspondant pas à un nombre entier de jours, ce n'est pas le même point de la Terre qui verra une éclipse donnée après un saros mais un point qui sera décalé d'environ 120° vers l'ouest. Ainsi, l'éclipse du 9 juillet 1945, qui était totale en Suède, s'est retrouvée le 20 juillet 1963 où elle fut totale au Canada, puis le 31 juillet 1981 où elle fut totale en Sibérie et le 11 août 1999 où elle fut totale pour l'Europe occidentale.
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| − | [[catégorie:Soleil]]
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