Une vibration solaire inédite ouvre une nouvelle voie vers son cœur
le 18 juillet 2025
Essentielle pour comprendre l’évolution de notre étoile, la physique du cœur du Soleil reste difficilement accessible par l’observation directe. Dans une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters, une équipe française, dont fait partie le CRAL, a identifié une oscillation solaire inédite, d’environ une heure, capable de révéler la dynamique du noyau profond du Soleil. Cette découverte repose sur une approche originale associant simulations hydro-dynamiques compressibles et concepts de physique quantique topologique.
Le Soleil est loin d’être une boule de gaz complètement immobile, il est animé de vibrations permanentes générées par les mouvements de convection des gaz chauds à sa surface. Ces vibrations forment un ensemble de fréquences caractérisant le spectre du Soleil, à l’image du timbre sonore d’un instrument de musique. Ce spectre de fréquences est analysé dans le cadre de l’héliosismologie. Parmi ces fréquences, les scientifiques ont identifié une oscillation solaire particulière, couplant des ondes de gravité (g) et des ondes compressibles (f).
Une onde sensible à la rotation du noyau solaire
Contrairement aux autres vibrations détectées jusqu’ici, cette oscillation mixte a la propriété assez rare de se manifester à la surface tout en étant profondément influencée par la rotation du noyau du Soleil (plus de 30 fois supérieure aux autres observations). Elle offre ainsi une fenêtre d’observation inédite sur l’un des grands mystères actuels de la physique stellaire : la rotation du cœur profond du Soleil.
Simulation de mouvements internes dans le Soleil. Des motifs périodiques se développant à la fois dans le cœur et à la surface de l’étoile,
avec une fréquence d’une heure plus ou moins quelques minutes, peuvent-être extraits de ce signal.
Ces déviations de quelques minutes sont directement reliées à la rotation du cœur du Soleil.
© A. Le Saux
Une approche interdisciplinaire novatrice
Pour identifier et comprendre cette vibration, l’équipe a développé une simulation numérique compressible de l’intérieur solaire. Ce modèle a été enrichi par des concepts issus de la physique quantique topologique, une discipline explorant les propriétés topologiques des systèmes quantiques, qui impose la présence de certaines ondes aux propriétés uniques. Ces concepts ont été récompensés par le prix Nobel de physique 2016. Cette convergence méthodologique ouvre une approche originale et prometteuse pour l’asterosismologie (étude de l’intérieur des étoiles grâce à leurs vibrations) notamment avec la prochaine mission spatiale PLATO de l’ESA, prévue en 2026.
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Références article
LE SAUX, Arthur ; LECLERC Armand ; LAIBE Guillaume ; DELPLACE Pierre ; VENAILLE Antoine. A Core-sensitive Mixed f/g-mode of the Sun Predicted by Wave Topology and Hydrodynamical Simulation, Astrophysical Journal Letters, 2025. DOI 10.3847/2041-8213/ade396
Publié le 18 juillet 2025
