Le soleil, comme la Terre et les autres corps célestes, tourne sur son axe. Mais contrairement aux journées de 24 heures environ sur notre planète, la rotation du Soleil est loin d’être uniforme. La longueur d’une rotation complète dépend de l’endroit du soleil à partir duquel vous mesurez, et même de comment vous le mesurez. Les premières observations de Galileo Galilei au XVIIe siècle ont révélé pour la première fois que le soleil tourne, mais des siècles d’études plus approfondies ont montré que la réalité est bien plus complexe qu’un simple nombre.
Les premières découvertes : taches solaires et rotation
Les observations de Galilée sur les taches solaires (zones sombres à la surface du soleil) se déplaçant sur le disque solaire l’ont amené à conclure que le soleil tourne environ une fois tous les 28 jours. Plus tard, au milieu des années 1800, l’astronome Richard Carrington a affiné cette estimation à environ 27,3 jours en étudiant le mouvement des taches solaires autour de 30 degrés de latitude.
Cependant, ces premières mesures étaient compliquées par le mouvement de la Terre. Parce que nous observons le soleil depuis une plate-forme mobile, la vitesse de rotation semble légèrement plus lente qu’elle ne l’est en réalité. Cet effet, connu sous le nom de rotation synodique, ajoute près de deux jours à la période observée. Le véritable taux de rotation, par rapport aux étoiles lointaines, est plus rapide.
Rotation différentielle : le Soleil ne tourne pas comme un corps solide
La clé est que le soleil n’est pas solide. C’est une énorme boule de gaz et différentes pièces tournent à des vitesses différentes. Ce phénomène, appelé rotation différentielle, explique pourquoi il n’existe pas de réponse unique quant au temps que met le soleil à tourner. Le soleil tourne le plus rapidement à son équateur, effectuant une rotation en seulement 24,5 jours. Aux pôles, cela prend plus de 34 jours.
Cette variation n’est pas seulement superficielle. La vitesse de rotation du soleil change également avec la profondeur. Les couches externes, y compris la zone de convection, tournent à des vitesses variables en fonction de la latitude. Mais plus profondément à l’intérieur, dans la zone radiative, le soleil tourne plus uniformément, prenant environ 26,6 jours quelle que soit la latitude.
Méthodes modernes : au-delà de la lumière visible
Aujourd’hui, les scientifiques utilisent des méthodes avancées allant au-delà de l’observation des taches solaires. L’héliosismologie étudie les ondes sonores voyageant à l’intérieur du soleil pour cartographier sa rotation interne, tandis que les décalages Doppler mesurent les changements de fréquence de la lumière solaire causés par la rotation du soleil. Ces techniques confirment la rotation différentielle et fournissent une image plus complète qu’il n’était possible il y a des siècles.
La rotation du noyau solaire reste un mystère. Les méthodes actuelles ne peuvent pas fournir de mesures précises, laissant cela comme un domaine de recherche future.
En fin de compte, la rotation du soleil est un phénomène complexe. La « rotation de Carrington » standard de 27,3 jours est encore largement utilisée pour suivre l’activité solaire, mais les scientifiques reconnaissent désormais que la véritable période de rotation varie considérablement sur la surface du soleil et même au sein de ses couches.
