Des scientifiques découvrent des ondes inexpliquées à l’intérieur du Soleil qui défient la physique connue

La nature indéterminée des ondes nouvellement découvertes promet "nouvelle physique" sur le Soleil et les étoiles, rapporte une nouvelle étude.

Une impression artistique des ondes de vorticité rétrograde à haute fréquence (HFR). Image: NYU Abu Dhabi

ABSTRACT décompose la recherche scientifique hallucinante, les technologies futures, les nouvelles découvertes et les percées majeures.

Les scientifiques ont découvert une classe d’ondes inédites à l’intérieur du Soleil qui se déplacent dans le sens opposé de sa rotation et voyagent si vite qu’elles défient toute explication. La “nature encore indéterminée de ces ondes promet une nouvelle physique et un nouvel aperçu de la dynamique solaire”, rapporte une nouvelle étude.

Les vagues ont été repérées par hasard par Chris Hanson, chercheur associé à l’Université de New York à Abu Dhabi, et ses collègues, alors que les chercheurs parcouraient des décennies d’observations solaires. L’équipe essayait de répondre à une question complètement différente sur le Soleil lorsqu’ils ont remarqué des motifs tourbillonnants à sa surface causés par ces “ondes rétrogrades à haute fréquence (HFR)”, selon une étude publiée jeudi dans Astronomie naturelle.

“Nous ne recherchons pas intentionnellement ces vagues”, a déclaré Hanson, qui a dirigé l’étude, dans un e-mail. “L’un des plus grands mystères du Soleil est le” casse-tête convectif “; où la théorie suggère, mais les observations ne peuvent pas trouver, l’existence de grandes cellules convectives », également appelées« cellules géantes ».

“Nous cherchions donc dans les données les signatures de ces cellules et c’est là que nous avons découvert les ondes HFR”, a-t-il poursuivi. “Au départ, nous pensions qu’il s’agissait en fait de” cellules géantes “, mais nous les avons exclues par la suite (comme indiqué dans l’article).”

Hanson et ses collègues ont détecté les ondes en recherchant 24 ans d’images du Global Oscillation Network Group (GONG) basé au sol et 10 ans d’observations capturées par l’imageur hélioséismique et magnétique (HMI) basé dans l’espace. Alors que les ondes HFR semblent similaires à un phénomène connu appelé ondes de Rossby – Haurwitz, elles voyagent trois fois plus vite, une vitesse qui ne peut être expliquée par les modèles actuels du Soleil.

“La nouveauté de cette découverte est que ces ondes distinctes se déplacent beaucoup plus rapidement que l’hydrodynamique seule ne peut en rendre compte, ce qui laisse entendre que des connaissances approfondies sur la dynamique solaire pourraient être acquises”, ont déclaré Hanson et ses collègues dans l’étude.

En effet, les chercheurs ont tenté de donner un sens aux ondes HFR comme des versions édulcorées des ondes de Rossby – Haurwitz, étant donné la ressemblance étroite de ces deux phénomènes. L’équipe a envisagé la possibilité que les ondes aient été suralimentées par des interactions avec les forces intenses du Soleil – telles que ses champs magnétiques, sa gravité et sa compressibilité – mais finalement ces explications ont échoué.

“N’importe laquelle de ces possibilités apporterait de nouvelles connaissances sur la physique de l’intérieur du Soleil ; cependant, nous avons fait valoir que tous ces scénarios sont peu probables », ont déclaré Hanson et ses collègues dans l’étude. “Il y a manifestement des ingrédients manquants ou mal contraints dans les modèles standard du Soleil, et la détermination du mécanisme responsable des modes HFR approfondira notre compréhension de l’intérieur du Soleil et des étoiles.”

À cette fin, les chercheurs prévoient de continuer à sonder les origines possibles des ondes avec des modèles complexes de l’intérieur énigmatique du Soleil, qui ne peuvent pas être observés directement avec les télescopes conventionnels. Résoudre ce puzzle solaire pourrait éclairer une foule de questions ouvertes sur la structure, la rotation et la physique du Soleil – et par extension, d’autres étoiles.

“Si nous comprenons pourquoi et comment ces ondes sont mises en place, nous pouvons tenter de les détecter dans d’autres étoiles”, a déclaré Hanson. “Cela conduira à son tour à de nouvelles connaissances sur les structures stellaires.”

“La prochaine étape que nous franchissons consiste à développer un modèle numérique pour capturer le comportement des ondes inertielles dans le Soleil”, a-t-il conclu. “Alors que nous ajoutons de plus en plus de physique au modèle, les ondes HFR peuvent apparaître, nous révélant quelque chose de nouveau sur la dynamique interne du Soleil.”

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