Les enregistrements corrigés des taches solaires montrent que le minimum de Maunder ne s’est pas terminé brusquement

Quelle est la précision des enregistrements passés des taches solaires ? Dans une nouvelle étude publiée dans Le Journal d’Astrophysiqueune équipe de chercheurs multinationaux a examiné les données historiques et a découvert qu’après la période inhabituelle de quasi-absence de taches solaires, une période appelée le minimum de Maunder, la transition vers un nombre plus normal de taches solaires n’a pas été aussi brutale qu’on le pensait.

Cette découverte a des implications pour la compréhension de la dynamo solaire, des processus physiques du soleil qui créent son champ magnétique et de l’influence du soleil sur la Terre.

Les taches solaires, des points noirs sur la surface brillante du Soleil, sont utiles aux scientifiques en tant qu’indicateurs des processus internes du Soleil et de ses émissions. Les astronomes ont commencé à enregistrer le nombre de taches solaires dès 165 avant J.-C., avec toutefois des interruptions au Moyen Âge et au XVe siècle. Le comptage systématique des taches solaires par télescope a commencé au XVIe siècle, et le Centre d’analyse des données sur les influences solaires de l’Observatoire royal de Belgique conserve un enregistrement du nombre moyen mensuel de taches solaires depuis 1749.

Les taches solaires sont utiles pour prédire la météo spatiale, les conditions dans l’ionosphère, la dynamo solaire (les processus physiques du soleil qui génèrent son champ magnétique) et comme indicateur de la production solaire, qui à son tour détermine la quantité d’énergie solaire qui frappe le sommet de l’atmosphère terrestre, ce qui peut influencer les températures de surface de la Terre et le réchauffement climatique.

L’une des périodes les plus intéressantes de l’histoire des taches solaires fut le grand minimum solaire appelé minimum de Maunder, une période allant de 1645 à 1715 qui a vu une rare pénurie de taches solaires, dans certaines périodes, leur nombre atteignant jusqu’à 0,1 % de celles observées à l’époque moderne.

On pensait autrefois que le minimum de Maunder était lié au Petit Âge Glaciaire (LIA), une période froide dans certaines parties de l’hémisphère nord qui s’est produite du début du 14e siècle jusqu’au milieu du 19e siècle, mais ces dernières années, les scientifiques ont découvert que la cause du LIA était principalement l’activité volcanique du 13e siècle.

L’activité des taches solaires est ensuite revenue à la « normale ». Rien de comparable au minimum de Maunder n’a été observé à l’ère des télescopes, pas même le minimum de Dalton, observé entre 1790 et 1830 environ.

« Nous avons découvert que la reprise de l’activité solaire après le minimum de Maunder a peut-être été plus progressive et moins intense que ce que l’on pensait », a déclaré Victor Carrasco, auteur principal et assistant de recherche à l’Université d’Extremadura à Badajoz, en Espagne. « Avant notre étude, on pensait que la transition entre la fin du minimum de Maunder et la période d’activité solaire « normale » était abrupte. Cette découverte a des implications importantes pour les modèles de dynamo solaire. »

Le groupe a réexaminé les données des observateurs de taches solaires de l’époque, notamment celles des astronomes allemands Johann L. Rost et Sebastian Alischer, au cours de la période de 11 ans allant de 1716 à 1726. Bon nombre de ces anciens enregistrements ont été transférés dans des bases de données par des observateurs ultérieurs, dont beaucoup sont désormais en ligne.

En examinant de près ces enregistrements et d’autres, notamment les dessins de la surface du soleil par Johann Christoph Müller, ils ont immédiatement soupçonné que les valeurs enregistrées par Rost semblaient confuses. Ils pensaient en particulier que Rost, qui était l’auteur du plus grand nombre d’enregistrements, avait peut-être confondu le décompte des taches solaires individuelles avec le décompte des groupes de taches solaires.

Les groupes de taches solaires sont des entités uniques qui peuvent inclure plusieurs taches solaires proches les unes des autres ; elles sont plus faciles à voir, donc moins d’entre elles passeraient inaperçues. Le relevé de Rost a également montré que la plupart des taches solaires apparaissaient dans l’hémisphère sud du soleil.

Rost avait consigné dans ses archives des informations textuelles, numérotant et répertoriant les taches solaires qu’il avait observées, ainsi que des diagrammes indiquant leur position sur le disque solaire. En effectuant un nouveau comptage des groupes de taches solaires, l’équipe a défini des groupes de taches solaires où Rost avait décrit un groupe de taches solaires, ce qui n’était pas une tâche facile car Rost n’indiquait pas toujours clairement les distances de chaque groupe de taches solaires.

Les chercheurs ont constaté des différences significatives. Par exemple, le premier cycle solaire après le minimum de Maunder présentait un nombre maximal de groupes de taches solaires de 12, par rapport aux études précédentes. La forme de ce cycle est devenue plus évidente, avec une phase ascendante atteignant un nombre maximal de groupes en 1719-1720, puis une phase descendante jusqu’en 1724 environ, suivie d’une phase ascendante du nouveau cycle solaire.

Ils ont même pu compter un plus grand nombre de jours d’observation que Rost et Alischer, car les informations fournies par ces deux derniers ont permis de déterminer l’existence de taches solaires, même si le nombre exact de groupes était indéterminé. Ils ont également découvert que la symétrie hémisphérique avait été retrouvée.

Pourquoi ces détails sont-ils importants ? « Les modèles de dynamo solaire intègrent des « intermittences » dans l’activité solaire, ce qui signifie qu’il y a des périodes d’activité fortement réduite qui sont entrecoupées de manière aléatoire par des intervalles d’activité cyclique « normale », explique Carrasco. « Le minimum de Maunder est souvent cité comme exemple de telles périodes de repos. Nos résultats modifient les idées sur la façon dont l’activité solaire se comporte pendant ces transitions et améliorent notre compréhension de son comportement à long terme. »

Le groupe espère que ce travail améliorera la recherche des modélisateurs solaires et que d’autres seront également motivés pour découvrir des enregistrements de taches solaires non encore inclus dans les bases de données, en particulier au XVIIIe siècle, lorsque la couverture d’observation était assez faible pendant certaines périodes.

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