Activité solaire et influences gravitationnelles

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Uue explosion solaire peut-elle être due à une perturbation gravitationnelle ?

Ordinairement, le soleil vit des cycles d'activité prévisibles, qui ne connaissent pas d'épisodes plus dramatiques que la panne de quelques satellites de communication, voire la mise en berne de pylônes électriques, et encore, sous les hautes latitudes. Un cycle solaire a une durée d'environ 11 années, (10,95 ans entre 1760 et 2013). Ces cycles sont une indication du niveau d'activité de notre soleil et dont le symptôme visible est l'apparition de tâches solaires (activité mesurée par le nombre de Wolf).

Certaines projections pour le prochain pic d'activité solaire (n°24) affirment que celui-ci sera particulièrement fort [#ref#], et ce, d'autant plus que nous évoluons depuis 1 an (début 2008/début 2009) dans une période d'activité très calme. Cependant ce calme avant la tempête est-ce vraiment un signe ? Car, qu'aurait-on du dire à l'époque du minimum de Maunder ? Plus globalement, il est indéniable que l'activité solaire a, sur les deux derniers siècles, cru en puissance.

A ces cycles de 11 ans, les scientifiques soupçonnent l'existence d'autres cycles de durée plus longue [#ref#], mais non confirmés en l'absence de données.

Une hypothèse proposée pour expliquer ces cycles est, qu'à l'instar des effets de marée sur la Terre (dus au couple Soleil/Lune), les cycles du soleil seraient eux aussi dûs à des effets de marée, mais provoqués par des corps plus massifs. A savoir dans notre système solaire essentiellement Jupiter et en second lieu Saturne.

Il a par exemple été relevé [#ref] que lorsque Jupiter et Saturne se trouvent en opposition de phase, leurs effets semblent se conjuguer (à l'instar de la lune et du soleil sur les marées terrestres), avec pour effet, un accroissement de l'activité solaire.

L'influence des deux plus gros corps gravitationnels du système solaire en opposition de phase ou en conjonction est maximale sur le soleil (ci-dessus en opposition). La moyenne d'un cycle de conjonctions Jupiter-Saturne : 19,86 ans. Soit divisé par 2 pour tenir compte des configurations conjonctions+oppositions, tous les 9,93 ans. Par ailleurs, la période de rotation de Jupiter, qui a la plus forte influence, est de 11,862. Les tâches solaires se forment effectivement essentiellement sous des latitudes peu élevées, dans le plan de rotation des planètes et tous les 10,95 ans.

Toutefois, une explication basée sur la seule influence de Jupiter et Saturne ne saurait être satisfaisante:

  • le cycle des conjonctions jupiter/saturne est d'environ 19,86 ans, soit 9,93 années pour l'ensemble des conjonctions + oppositions: il manque précisément 1,02 an.
  • Outre le fait que cette hypothèse puisse être mauvaise, indubitablement, d'autres facteurs gravitationnels devraient se conjuguer, sans compter la dynamique interne du soleil. Comment expliquer le minimum de Maunder par exemple ?

Influences gravitationnelles et éruptions solaires (hypothèses)

Jupiter est la planète qui a la plus forte influence sur notre Soleil (masse de 317,8 Terres et demi-grand axe de 5,20 UA), la deuxième candidate, Saturne, est nettement déclassée que ce soit par sa distance au soleil ou sa masse (masse de 95,152 Terres et demi-grand axe de 9,53 UA). Enfin, Jupiter et Saturne ont une orbite d'excentricité comparable (0,048 et 0,054) apte à produire des effets de résonance et compte tenu de la variabilité de leur distance au soleil.

Il arrive que le centre de masse de Jupiter et du Soleil soit situé juste à l'extérieur de ce dernier. Suivant la position orbitale, ce centre de masse, rentre et sort dans le Soleil en décrivant la surface d'un cylindre. L'effet de l'attraction gravitationnelle de Jupiter sur le Soleil donnerait l'impression, pour un observateur extérieur, que celui-ci oscille légèrement (ce sont ces oscillations, qui dans le cas d'autres étoiles, permettent de détecter indirectement l'existence de planètes extra-solaires)
Chaque barycentre soleil-planète décrit un cylindre orienté suivant le plan de l'écliptique

Le barycentre Soleil-Jupiter est un point qui décrit un cylindre vertical lors de la rotation du soleil. Périodiquement, ce point sort du soleil, alors que pour les autres planètes, le centre de masse reste contenu dans l'enveloppe du soleil. Précisément, le cylindre associé à Jupiter intersecte la surface solaire à 35,9 degrés nord et sud. Et, ce sont justement les latitudes auxquelles apparaissent les taches solaires au début du cycle d'activité.

Mais en quoi ces événements pourraient être en rapport avec la date du 21/12/2012 ?

Effets de marée sur le soleil : paroxysme fin 2012

Ces cylindres sont en général relativement bien ordonnés, car les planètes restent cantonnées dans un plan étroit, appelé l'écliptique, qui est un horizon imaginaire situé dans le plan de l'équateur du Soleil. Les planètes se cantonnent dans ce plan, car (en termes simples), c'est la zone où la gravité du système est la plus forte:

Les planètes en orbite autour du Soleil dans un plan étroit appelé écliptique.

Mais la nature n'est pas si bien réglée. Le Soleil tourne incliné sur un axe à un angle faible de 7,25 °, tout comme la Terre. Comme il oscille, il incline les cylindres ce qui les fait rentrer en conflit entre eux et incidemment perturbe la surface solaire. En particulier lorsque les barycentres des deux planètes les plus massives, Jupiter et Saturne sont dans en désalignement maximum. Cette perturbation, pour faire simple, fait son chemin à la surface du soleil, et éclate en taches solaires susceptibles de créer des éjections plasma (Ejection de Masse Coronariale ou "CME" pour Coronal Mass Ejections).

Le dernier cycle solaire s'est trouvé à son maximum en 2001. Chaque cycle solaire comprend une période à laquelle les éruptions solaires sont maximales, généralement près de l'équateur solaire, elle est appelée «maximum d'activité solaire."

Dernières projections pour le prochain maxima solaire: le juin 2013 (NASA) (MàJ en avril 2010)
Projection donnée en avril 2009 et réalisée par la NASA à propos du prochain maxima solaire. Ce nouveau cycle, non encore formellement débuté au 04/05/09, est le 24ième. Initialement, [#ref#], les scientifiques projetaient un maxima fin 2010: deux ans de retard ont été pris. Si nous étions paranos, nous pourrions aller jusqu'à considérer que le soleil a allongé son cycle afin de faire coïncider son maxima le 21/12/2012. Source : Nasa/Marashall Solar Physics. Notez qu'en juillet 2009, le maxima projeté s'est décalé vers mai 2013. Peut-être converge t-on vers fin 2013?

Les éruptions solaires sont des projections de plasma qui envoient des radiations et des décharges électriques importantes dans l'espace environnant. Le plus souvent, ce plasma solaire lui-même retombe à la surface du Soleil. Il arrive cependant, lors de très fortes éruptions, qu'une bulle de plasma échappe à l'attraction du Soleil et soit projetée vers les planètes internes (généralement dans le plan de l'écliptique): cela s'appelle une "Ejection de Masse Coronariale" (CME). Habituellement, les CME se perdent dans l'espace, mais occasionnellement certaines atteignent la Terre. On estime également que certaines ont même pu atteindre Mars.

L'activité héliosphérique et son incidence sur la Terre

Néanmoins, si la plupart des éruptions solaires sont sans incidence, car de petite taille et repoussées par le champ magnétique Terrestre, certaines peuvent s'avérer plus néfastes. Ainsi, en 1989, une CME a frappé le continent nord-américain et détruit les lignes du réseau électrique, créant ainsi un black-out généralisé sur le Canada. En théorie, les CME peuvent aussi avoir une influence sur la santé et notre humeur (effets induits : production de courants ELF).

On projette qu'une énorme CME touchant la Terre pourrait vaporiser l'ionosphère (couche supérieure de l'atmosphère) dans laquelle circulent les satellites qui seraient immédiatement détruits, puis irait irradier la surface Terrestre, tuant tous les organismes vivants.

Risk-indirect-correlation.gif+k(Nb de Wolf,Mortalité plantes). La corrélation concernant la mortalité des plantes est sans appel k = 0.74± 0.21, et ce pour les régions du globe situées entre les latitudes +46°N et +63°N. Dans tous les cas, la dépendance de la réponse biologique des plantes et de leur état physiologique a été démontré en relation avec les Champs ElectroMagnétiques Faibles (EMF) - Kashulin, Pershakov, 1995

"L'ultime" tempête ??

Nous avons observé que l'orbite de Jupiter ne suffisait pas à expliquer toutes les taches solaires ni complètement leur période: la petite différence entre la période de Jupiter (11.861773 années) et les périodes moyennes du soleil (11.120412 ans estimation d'un "maximum solaire" à l'autre) est suffisamment proche pour être significative, mais laisse entendre que quelque chose d'autre est également susceptible d'influencer le soleil.

Dans l'hypothèse d'une perturbation gravitationnelle, à quoi pourrait-elle être due ?

Bien entendu, une telle perturbation pourrait être attribué aux différentes positions des autres planètes moins massives, mais à l'inverse, cela pourrait aussi être attribué à un objet massif encore plus important.

Deux hypothèses sont ici proposées, toutes deux assez insatisfaisantes:

1/ L'influence de la Voie lactée ?

La voie lactée est un disque composé de 100 milliards d'étoiles, et au travers duquel le soleil effectue sa course.

Le soleil est situé quelque part au bord de ce disque, légèrement au-dessus de son plan horizontal. Certaines sources avancent que nous allons passer à la partie inférieure du disque et que ce changement s'effectuera le 21 Décembre 2012 ! C'est à dire que le plan de l'écliptique de notre système solaire croiserait le plan galactique, encore appelé "équateur galactique" de la Voie Lactée.

Galaxie plan ecliptique.jpg Milky way rift.jpg

Il est considéré qu'au moment du passage du plan galactique, l'influence gravitationnelle de la galaxie sur le soleil sera maximale. Bien entendu, cette traversée ne se sera pas faite en un jour: l'influence gravitationnelle et le nombre de tâches solaires moyen croit effectivement depuis 250 ans, après le minimum de Maunder.

Or, CECI EST FAUX !

1.1. Le système solaire ne passera pas en 2012 par le plan horizontal dans lequel se situe le centre galactique

En pointillés gris, la trajectoire du soleil autour de la galaxie (mouvement exagéré dans le sens vertical). L'axe de rotation du Soleil fait un angle de 7,25º avec le plan de l'écliptique et de 60,2º avec le plan galactique. La droite joignant le Soleil au centre de la galaxie intercepte ce plan selon un angle de 0,07°. Le vecteur vitesse du Soleil pointe vers un point nommé apex, situé dans la constellation d'Hercule, de coordonnée equatoriale (RA=18h 05m , decl=+34°) et de coordonnées galactique (l=51°, b=+23°) correspondant à peu près à la direction de Vega
  • En 1959, l'union astronomique internationale a défini la conversion standard entre le système de coordonnées équatoriales et le système de coordonnées galactiques:
    • Le pôle nord galactique a pour coordonnées d'ascension droite 12h51m26.282s, et de déclinaison 27°07′42.01″.
    • Le centre galactique (de coordonnées 0, 0 en coordonnées galactiques) est situé en 17h 45m 37.224s, −28° 56’ 10.23’’ (J2000), et l'inclinaison du plan de l'équateur galactique est de 122.932° (J2000).
    • Comme le plan de l'équateur galactique passe par le Soleil, il se situe au-dessus du centre de la Galaxie, celui-ci est décalé de l'origine des longitudes, en 17h 45m 40.04s, -29° 00’ 28.1’’ (J2000), à 3' de degré au Sud de l'origine.
    • Par conséquent, la droite joignant le Soleil au centre de la galaxie intercepte ce plan selon un angle de 04’ 18.13’’ soit 0,071702778 degré.
  • L'axe de rotation du Soleil fait un angle de 7,25º avec le plan de l'écliptique et de 67,23º avec le plan galactique.
  • Le plan galactique et le plan de l'écliptique font un angle de 60,2°.
  • Situé à 26 000 ± 1 400 années-lumière du centre galactique, le soleil tourne autour de celui-ci en 250 millions d'années, à la vitesse de 217,215 km/s,
  • Conjointement, il est animé d'un mouvement vertical sinusoïdal, qui l'amène à passer régulièrement au-dessus et au-dessous du plan galactique à raison de 2,7 oscillations par rotation galactique, ce qui correspond approximativement à un cycle de 30 millions d'années (ce sont les forces gravitationnelles exercées au sein de la Galaxie, qui entraînent cette oscillation, en maintenant ainsi le Soleil au sein de sa sphère d'influence).
  • Actuellement, il "monte" à la vitesse de 7km/s.
  • Le vecteur vitesse du Soleil pointe vers un point nommé apex, situé dans la constellation d'Hercule,

de coordonnée equatoriale (RA=18h 05m , decl=+34°) et de coordonnées galactique (l=51°, b=+23°).

Ce dernier point amène le soleil à s'éloigner du plan galactique et non s'en rapprocher. De plus, nous pouvons calculer que l'équateur galactique se situe actuellement à une distance de 32,53 années lumières "sous" le soleil. A 7 km/s de vitesse verticale, cela signifie que nous sommes passés pour la dernière fois par l'équateur galactique il y a environ 1,4 million d'années et nous ne sommes pas près d'y repasser puisque nous en éloignons tout juste!

1.2. La conjonction du soleil avec le centre galactique a lieu tous les ans !

Il y a en effet cette histoire de conjonction du soleil avec le centre galactique. Dans ce cas, il faut entendre par "conjonction" un effet purement "visuel" pour quelqu'un situé sur la planète Terre: l'alignement du soleil avec le centre galactique dans le ciel (mais, invisible de jour :) !). Une personne située ailleurs dans le système solaire n'observerait rien de particulier. De plus, cette "conjonction" a une importance très relative, puisqu'elle survient tous les ans, le 21 décembre! La raison en est simple: le plan de l'écliptique (celui dans lequel circule les planètes) coupe le plan galactique à un angle de 60° tout en étant orienté vers le centre galactique. La droite Terre-Soleil ne peut faire donc autrement que de croiser le centre galactique deux fois par an, le 21 décembre et le 21 juin.

Centre galactique.gif