Le Soleil est entré dans une phase de ralentissement. Comme il y a 4 siècles, ce qui jeta un froid sur le climat de la Terre...

Au début du XVIè siècle, alors que Copernic n'a pas encore émis l'hypothèse selon laquelle c'est la Terre qui tourne autour du Soleil et non l'inverse, une période de grands froids s'installe durablement en Europe. La faute à de remarquables irruptions volcaniques sans doute, mais aussi - on le sait aujourd'hui - à la faiblesse de l'activité solaire d'alors. Pris d'une passagère paresse, notre étoile imprima sur la Terre des hivers anormalement rigoureux durant près de quatre siècles... S'il n'a pas cessé de briller de son aveuglant éclat, on sait que sa bouillonnante activité fut ralentie d'un presque rien durant cette période. Presque rien ? Dans le cas du Soleil, c'est déjà beaucoup. Il a beau n'être qu'une étoile banale parmi des milliards d'autres dans notre seule galaxie, une étoile ni particulièrement petite ni particulièrement grande, une étoile plus tout à fait jeune mais pas encore vieille, le Soleil, et lui seul, brille d'une force insoutenable à nos yeux. C'est que l'énergie qu'il libère par la transformation en hélium de ses protons (noyaux d'hydrogène) équivaut à plusieurs milliards de milliards de tonnes de TNT par seconde. Que cette énergie vienne à être modifiée d'un "presque rien" et c'est le climat terrestre qui s'en trouve bouleversé. Or, il semblerait que notre étoile, si elle tourne toujours aussi rond sur elle-même que nous autour d'elle, soit entrée dans un cycle de faible, voire de très faible activité. L'affaire fait de plus en plus de bruit depuis quelques années auprès de ceux qui sont chargés de surveiller et de mieux comprendre son fonctionnement. Quelle est la véritable ampleur de ce ralentissement ? Trouve-t-il un équivalent dans l'histoire ? Sera-t-il durable ? Quelles pourraient être ses conséquences sur le climat terrestre ? Pourrait-il contrebalancer le réchauffement actuellement constaté en raison de l'accumulation des gaz à effet de serre dans notre atmosphère ? À toutes ces questions, et grâce aux diverses missions spatiales solaires conduites tout au long de ces cinquante dernières années, les scientifiques sont en mesure d'apporter le premiers éléments de réponses.

Activité magnétique en berne, vents solaires qui s'essoufflent... Notre Soleil connaît une baisse de régime tout à fait anormale. Au point de menacer la Terre d'un refroidissement durable ? C'est toute la question...

Elle était apparue le 4 janvier 2008 sur les images satellites. Un grain noir minuscule - à peine la taille de la Terre - mais bien visible à la surface du Soleil, à 30° de latitude Nord. Et c'était plutôt une bonne nouvelle : elle était la première tache solaire depuis plusieurs années à se montrer dans cette région de l'étoile. Baptisée AR10981, elle fut présentée aux avertis comme le signe que tous attendaient : de telles taches témoignant de l'activité magnétique du Soleil, notre astre entrait comme prévu dans son 24ème cycle. Mais voilà : le 6 janvier, la tache se résorbait. Et quelques semaines plus tard, il fallut déchanter : alors que d'autres taches auraient dû apparaître, aucune ne succéda à AR10981. À peine une deuxième s'esquissa-t-elle au mois d'avril... puis plus rien. Au lieu de se consteller progressivement de zones sombres, signes de sa vitalité magnétique, le Soleil poursuivit sa léthargie pendant toute l'année 2008, restant même parfaitement immaculé 265 journées entières. Une situation inédite depuis l'année 1913 ! Pis, elle perdura en 2009 : 262 jours sans tache. Ce n'est finalement qu'à la mi-décembre 2009 que des taches daignèrent enfin faire des apparitions régulières. Depuis, tout au long de l'année 2010, le cycle 24 semble avoir repris son cours. Mais timidement : "Les signes sont incontestablement plus faibles qu'au début des deux cycles précédents", constate Janet Luhmann physicienne à l'université de Californie, à Berkeley. Ce qui déconcerte les scientifiques.
Car le Soleil ne les avait pas habitués à un tel comportement. Les relevés établis depuis le XVIIe siècle montrent que tous les onze ans, notre astre rejoue inlassablement le même scénario : quelques taches piquettent d'abord ses pôles ; puis elles se font de plus en plus nombreuses au fil des mois, jusqu'à atteindre un maximum, environ quatre ou cinq ans après la première tache ; leur nombre diminue ensuite petit à petit, tandis qu'elles se cantonnent progressivement à la région équatoriale ; un minimum est alors atteint et le Soleil reste calme pendant une année à peu près.

FONCTIONNEMENT MYSTÉRIEUX

Sauf cette dernière fois, donc : avec sa somnolence de trois ans, le cycle 23, initié en mai 1996, s'est étiré sur treize ans au lieu de onze. Cette irrégularité serait-elle le signe que notre étoile est malade ? Gravement ? Auquel cas, cela pourrait-il avoir des conséquences pour le système solaire ? Et sur Terre ?
Le problème, c'est que le fonctionnement du Soleil reste en grande partie mystérieux. Certes, les principes généraux qui gouvernent cette gigantesque boule de feu sont compris et, inutile de s'inquiéter, notre étoile ne s'éteindra pas avant cinq bons milliards d'années, avec ou sans taches solaires. Ce n'est donc pas demain que le Soleil ne se lèvera pas à l'horizon... Pour autant, les physiciens sont bien en peine de décrire dans le détail l'origine de ces cycles, dont ils ne parviennent même pas à expliquer la durée (voir encadré). Les voici donc totalement démunis pour élucider leur éventuel dérèglement et même en saisir la portée !
Alors quoi ? Eh bien, faute d'explication théorique, les scientifiques en sont réduits à chercher sur la courbe des cycles précédents une configuration similaire susceptible d'éclairer leur lanterne. Et que révèle cette comparaison ? "Elle montre qu'un tel minimum est rare mais pas complètement hors norme : cela s'est déjà produit dans le passé", décrit Allan Sacha Brun, chercheur au Commissariat à l'énergie atomique (CEA). Ce qui n'est pas très rassurant : notre situation actuelle ressemble furieusement à celle qui se produisit à la fin du XVIIIe siècle, juste avant une période de faible activité du Soleil, s'étalant de 1790 à 1830 et baptisée "minimum de Dalton". Or ce minimum se trouve corrélé avec une période de refroidissement climatique marqué ! Pis : si le Soleil ne retrouve pas sa vigueur, il pourrait éventuellement reproduire dans les décennies qui viennent la configuration du"minimum de Maunder", une période de calme solaire extrême survenue entre 1645 et 1715 et qui coïncide avec le milieu du "petit âge glaciaire" que connurent alors l'Europe et l'Amérique du Nord. Pour les astrophysiciens comme pour les climatologues, la question d'une éventuelle panne de notre étoile n'est pas que de pure forme : de la réponse dépend en partie notre futur climat...
Pour l'heure, "il est encore trop tôt pour se prononcer, mais une chose est certaine : nous vivons une époque unique !", assène Thierry Dudok de Wit, chercheur au Laboratoire de physique et chimie de l'environnement et de l'espace, à Orléans.

LE SOLEIL : UNE MACHINE ENCORE BIEN MYSTÉRIEUSE. Le Soleil est un gigantesque réacteur thermonucléaire : en son cour se produisent en permanence des réactions de fusion, lors desquelles les atomes d'hydrogène fusionnent pour se transformer en hélium, tout en libérant une énergie considérable, que les particules de lumière (photons) emportent en partie. 4 millions de tonnes de matière se transforment ainsi en lumière à chaque seconde. DENSITÉ PHÉNOMÉNALE ; La température qui règne dans cette sphère est infernale : 15 millions de degrés. Et la densité y est phénoménale : 14 fois celle du plomb. Autour du cour nucléaire, une zone dite "radiative", très dense elle aussi, s'étend jusqu'aux deux tiers du rayon du Soleil et tourne sur elle-même en 26 jours. Les photons issus du cour s'y propagent lentement, transmis d'atome en atome. Plus éloignée du centre, voici la zone "convective" : une région moins dense qui tourne sur elle-même avec une vitesse variable : 25 jours à l'équateur, 35 aux pôles ! Elle s'étend jusqu'à la photosphère, c'est-à-dire la surface du Soleil, où la température n'atteint plus que 5000 à 6000°C. C'est ici que l'énergie dégagée par le cour se transforme en mouvement. "Pour simplifier : ce qui est chaud monte en surface et ce qui est refroidi descend. Des mouvements de convection formant des rouleaux se mettent ainsi en place", décrit Allan Sacha Brun. Et c'est là que réside l'origine de l'activité magnétique du Soleil ! Car il faut savoir qu'à ces températures, la matière n'est ni solide, ni liquide... ni même gazeuse. Elle forme un plasma, soit un gaz très agité dans lequel les atomes sont entourés d'une mer d'électrons. Or, lorsque des particules chargées électriquement sont en mouvement, elles forment un courant électrique qui induit un champ magnétique. L'ensemble des mouvements des particules au sein du Soleil (convection, rotation différentielle) crée donc des champs magnétiques très complexes et fluctuants, qui à leur tour entretiennent et orientent la circulation du plasma ! L'ennui, c'est que l'organisation et la dynamique de ces champs magnétiques se jouent principalement dans une strate plutôt mal comprise du Soleil : la tachocline, une couche mince à la lisière des zones convective et radiative. "Elle est soumise à des contraintes extrêmes puisqu'elle se trouve à l'interface de zones qui ne tournent pas aux mêmes vitesses", explique Allan Sacha Brun. C'est là que le champ magnétique s'installe, mais aussi qu'il se distord pour crever momentanément la surface de l'étoile, donnant naissance aux éphémères taches solaires. Car celles-ci apparaissent lorsqu'une ligne de champ magnétique forme une boucle qui transperce en deux endroits la surface du Soleil. En ces endroits, les mouvements du plasma sont ralentis ; la température diminue donc, ce qui abaisse la luminosité et crée des taches. Vue de loin, la résultante des champs développés dans la zone convective est un simple champ vertical, dont la direction (Nord ou Sud) change de sens... tous les 11 ans ! Une inversion qui correspond au moment du maximum solaire : lorsque l'astre est couvert de taches. Or, si les simulations des physiciens parviennent à reproduire cette inversion, sa périodicité leur échappe... SUR LA BONNE PISTE... "Ce qui est difficile à comprendre, c'est que les mouvements convectifs à l'origine du champ magnétique se retournent très vite, en 30 jours à peu près, alors que le cycle dure plus de 4000 jours, expose Allan Sacha Brun. Dans nos modèles nous obtenons des cycles de 500 jours"... Un écart qui n'empêche pas les chercheurs d'être sur la bonne piste. "En fait, nos modèles donnent une bonne idée du scénario qui se joue à l'intérieur du Soleil, reprend Allan Sacha Brun, mais il nous reste à prendre en compte des rétroactions qui ont sans doute un rôle crucial". Toujours est-il que malgré ces progrès, il reste impossible de reproduire le fonctionnement normal d'un système aussi complexe et chaotique qu'une étoile. Quant à reproduire ses irrégularités...

D'AUTRES BIZARRERIES...

Surtout que le nombre de taches n'est pas la seule anomalie à suggérer que notre étoile pourrait bien être déréglée : d'autres phénomènes semblent également s'être comportés de façon bizarre lors du dernier minimum. En particulier, les vents solaires, ces immenses flux de particules très énergétiques, éjectés de la couronne, n'ont pas eu tout à fait l'allure habituelle. Par ailleurs, certaines mesures, encore à confirmer, indiquent que la nature de la lumière émise par le Soleil, notamment sa proportion d'ultraviolets, aurait été extravagante lors de la phase descendante du dernier cycle. Taches, vent solaire, spectre lumineux... autant de phénomènes mystérieux et anormaux qui mettent aujourd'hui les scientifiques au défi de les élucider (articles suivants). Pour savoir au plus vite si, oui ou non, notre Soleil est en train de tomber en panne.

Le Soleil est-il en train de perdre sa capacité à engendrer des taches ? La question se pose car si ces signes de vigueur solaire sont enfin de retour après une attente bien plus longue que prévue, la reprise est loin d'être spectaculaire. Pour s'en convaincre, il suffit de comparer le démarrage du cycle naissant (numéroté 24) avec le précédent.

UNE BAISSE INEXPLIQUÉE

Les scientifiques estiment par exemple que juin 2010 est au cycle 24 ce que février 1998 a été au cycle 23. Or, il n'a été recensé que 13 taches solaires en juin 2010, contre 40 en février 1998. Et le constat ne se limite pas à ce seul mois. En incluant les 5 mois précédant chacune de ces dates, le cycle 24 n'a présenté qu'environ un tiers du nombre de taches observées à pareil stade lors du cycle 23. Le cycle solaire 24 est donc en train de produire un nombre anormalement faible de taches solaires.
En cause, selon Matthew Penn et William Livingston, astrophysiciens du National Solar Observatory (Arizona), un affaiblissement régulier du champ magnétique qui génère ces taches. Celles-ci prennent naissance en effet lorsque des boucles du champ magnétique du Soleil, localement jusqu'à 1000 fois plus intense que le champ magnétique moyen, piègent du plasma à la surface de l'étoile. Isolé, ce gaz se refroidi et apparaît plus sombre que la surface du Soleil. Mais voilà, ces champs magnétiques seraient justement en train de perdre de leur puissance. Une baisse d'intensité que les deux astrophysiciens constatent depuis la fin des années 1990 grâce au détecteur infrarouge du grand télescope McMath-Pierce de l'observatoire de Kitt peak, et qui était passée inaperçue aux yeux des autres instruments déployés pour surveiller notre étoile. C'est que le magnétisme des taches n'est mesuré depuis près de cinquante ans que dans le rayonnement visible, et la tendance régulière à la baisse n'apparaît pas du tout dans ces relevés. "Les mesures dans l'infrarouge sont plus sensibles et nous ont permis d'observer dans le cycle 23 des choses qu'on ne pouvait voir avant, estime Matthew Penn. De plus, nous pensons que cette tendance n'existait pas dans le cycle 22. Quelque chose de nouveau se passe donc depuis une dizaine d'années".
Quelque chose d'inexpliqué qui pourrait, si le phénomène se poursuit au même rythme sans s'inverser, conduire à une quasi-absence de taches à la surface du Soleil dans une ou deux décennies. Car la température et la luminosité des taches augmentent en même temps que le champ magnétique qui leur donne naissance diminue. "Si cette diminution se poursuit au point que l'on passe sous un certain seuil d'intensité magnétique, que l'on estime à 1500 gauss, les taches auront la même température que la surface du Soleil, explique Matthew Penn. Elles n'apparaîtront donc plus comme des éléments sombres, car il n'y aura plus de contraste". En clair, le Soleil ne serait plus en mesure de produire les attributs qui caractérisent le cycle de son activité magnétique, et notre étoile présenterait donc un profil semblable à celui que contemplaient les astronomes en plein cour du petit âge glaciaire. Dès 2006, les deux chercheurs faisaient part de leurs observations, et de leur prédiction d'un futur solaire sans tache. À l'époque, la communauté des astrophysiciens reste sceptique devant ce sombre présage. "Notre critique principale est qu'ils n'avaient des données que pour la phase déclinante du cycle solaire 23, se souvient Douglas Biesecker, de la National Oceanic and Atmospheric Administration. On s'est dit que, peut-être, on ne voyait là que l'effet de la transition entre le maximum et le minimum solaire, et qu'une fois que les taches du cycle 24 apparaîtraient, le champ magnétique se ressaisirait. Nous attendions donc de voir la suite avec intérêt". Justement, quatre ans après leur première publication, les deux chercheurs ont présenté lors du symposium de l'Union astrophysique internationale, qui s'est tenu en Californie en août 2010, une mise à jour de leurs observations prenant en compte le démarrage du cycle 24. Verdict ? Les taches nouvellement apparues depuis fin 2009 confirment la réduction de l'intensité magnétique décrite sur le cycle précédent.

VERS UNE DISPARITION ?

"Ce qui nous amène à penser que ce phénomène est bien indépendant des phases du cycle solaire, et qu'il pourrait se poursuivre, conclut Matthew Penn. Pour autant, nous reconnaissons qu'il est délicat d'extrapoler cette tendance trop loin dans le futur, puisque nous n'avons aucun modèle physique pour l'expliquer. Mais les implications sont trop importantes pour ignorer cette possibilité". Reste que, comme le reconnaît l'astrophysicien, il faudra attendre encore une dizaine d'années pour savoir si leur prophétie résiste à l'épreuve du temps. Avec une difficulté : le cycle à venir s'annonçant plus faible que le précédent, il y aura moins de taches sur lesquelles mesurer l'intensité du champ magnétique afin de confirmer ou d'infirmer cette disparition programmée des taches.

La chose est entendue : le Soleil a égaré ses taches lors du dernier minimum du cycle 23 (en 2008). Mais ce que l'on sait moins, c'est qu'il a aussi perdu son souffle ! Car depuis l'ère spatiale, les scientifiques étudient d'autres phénomènes solaires variant aussi avec le cycle, mais plus subtils que ses seules taches. Au premier rang d'entre eux : les vents solaires.

Les vents, ce sont des flux de particules qu'émet la couronne solaire au-delà de la surface. "C'est une zone tellement chaude, que les particules ne sont pas toutes retenues par la gravitation : certaines s'en échappent dans toutes les directions", explique Milan Maksimovic, de l'Observatoire de Paris. Ce sont elles qui, bombardant la Lune sans retenue, rendent son sol aussi fin que du talc. La Terre, elle, est protégée de ces particules chargées par son champ magnétique, qui forme un invisible bouclier. Mais quand surviennent des bourrasques ("éjections de masse coronale"), les particules se frayent un chemin jusqu'à notre atmosphère, produisant des aurores polaires sous les hautes latitudes.

DEUX TYPES DE VENTS

On observe deux types de vents, rapides et lents. Les vents rapides sont émis depuis de larges régions fluctuantes du Soleil : les trous coronaux, où les champs magnétiques sont "ouverts". Contrairement aux champs formant des boucles à la surface, eux sont lâchés vers l'extérieur, permettant à la matière de s'échapper. Ces vents sont peu denses mais soufflent jusqu'à 800 ou 1000 km/s. Les vents lents proviennent du reste de la couronne : ils sont bien plus denses mais se limitent à 300 ou 400 km/s. Pendant un minimum solaire normal, les trous coronaux se trouvent aux pôles. On y observe donc des vents rapides peu denses, tandis que des vents lents denses et très variables s'échappent de l'équateur. Or, ce n'était pas le cas lors du dernier minimum, jusqu'à fin 2009. "Les trous coronaux ont pris une forme très inhabituelle, remarque Janet Luhmann, de l'université de Californie, à Berkeley. Même s'il faut prendre garde à ce qu'inhabituel signifie car, concernant les vents solaires, nous ne disposons que de trois cycles de données". C'est ce que montre une étude de David McComas de l'université du Texas à San Antonio, d'après les données de la sonde Ulysse. Première à être sortie du plan de l'écliptique (le cercle de la trajectoire de la Terre autour du Soleil), elle a mesuré les vents dans les hautes latitudes. Résultat : au cours du dernier minimum, ils étaient tout à la fois moins rapides (-3 %), moins denses (-17 %), et plus froids (-14 %) que lors du minimum de 1996. Cela serait lié à une forme inhabituelle prise par les trous coronaux : moins présents aux pôles ils descendaient plus vers l'équateur que lors des minima précédents. Des vents rapides inhabituels s'en échappaient, arrivant sur la Terre (qui tourne autour du Soleil dans le plan de l'équateur) à la place des habituels vents lents.
D'après Sarah Gibson, du High Altitude Observatory, dans le Colorado, ils étaient en effet 13 % plus rapides et 45 % moins denses que précédemment. Quant aux éjections de masse coronale, elles se sont faites beaucoup plus rares. "Fin 2006, nous venions de lancer le satellite Stereo et nous attendions d'observer les premières éjections ; mais c'était désespérément calme !", se souvient Janet Luhmann. "Pour ma part, ce fut un avantage, car j'étais chargée de suivre une éjection de masse coronale dans la durée. Or quand les événements se succèdent, c'est très complexe à étudier : J'ai disposé des conditions optimales, mais c'é;tait tout de même une vraie surprise, s'amuse Andrea Opitz, du Centre d'étude spatiale des rayonnements, à Toulouse. De manière générale, étudier une période aussi différente est une chance : cela permet de tester nos théories". Car les vents solaires gardent eux aussi une part de mystère : "On ne comprend pas précisément pourquoi la couronne est si chaude (1 million de degrés) par rapport à la surface du Soleil (autour de 6000°C), dit Milan Maksimovic, et on ignore aussi pourquoi la couronne est plus chaude précisément aux endroits d'où émergent les vents les moins rapides ! On pourrait s'attendre à l'inverse". Si jamais l'étude des vents solaires ne permet pas de mieux comprendre le dernier minimum, c'est peut-être cet étrange minimum qui permettra de mieux comprendre les vents solaires ! En attendant une chose est sûre : les vents solaires du minimum de 2008 furent anormaux, trahissant, eux aussi, des anomalies dans le champ magnétique de notre étoile.

Est-ce un effet supplémentaire témoignant d'une panne de Soleil ? Quoi qu'il en soit, c'est une grosse surprise : d'après les mesures du satellite américain Sorce, lancé en janvier 2003, le spectre lumineux émis par le Soleil a connu des variations totalement inattendues lors de la phase descendante du dernier cycle solaire, entre 2004 et 2007. En temps normal. le rayonnement solaire diminue légèrement avec l'activité solaire, de façon plus ou moins prononcée selon les différentes longueurs d'onde.

S'ils étaient confirmés dans les mois qui viennent, ces résultats briseraient une idée préconçue bien ancrée : celle que toutes les longueurs d'onde varient toujours dans le même sens", prévient Thierry Dudok de Wit, chercheur au laboratoire de physique et chimie de l'environnement et de l'espace à Orléans.
Le rayonnement émis par le Soleil est un paramètre étroitement surveillé par les scientifiques. Car ses variations ont une influence sur le climat terrestre, influence très difficile à évaluer dans le contexte de changement climatique actuel. Il faut dire que les modulations du rayonnement sont très faibles : 0,1 % au plus pour l'irradiance totale (la quantité d'énergie que reçoit la Terre au sommet de son atmosphère) chiffrée à 1366 W/m². Il n'empêche, l'effet est bien connu : même faiblement, l'irradiance diminue en période de minimum solaire. On savait déjà aussi que cette légère variation cache des fluctuations bien plus importantes dans certaines longueurs d'onde. Car le rayonnement solaire émet toute une palette de couleurs : du rouge au bleu bien entendu, mais aussi au-delà du visible : des infrarouges aux rayons X. Et par exemple, les UV, qui constituent une petite partie du rayonnement (7 %), ont une luminosité bien plus variable que celle des autres longueurs d'onde.

RÉSULTATS CONTRE-INTUITIFS

Une variation aux conséquences non négligeables : absorbés dans la stratosphère (entre 20 et 50 km d'altitude), ils permettent la formation de l'ozone, qui influe indirectement sur la température au sol.
Ce que l'instrumént SIM (pour Solar Irradiance Monitor) à bord du satellite Sorce a révélé récemment, c'est que pendant la phase descendante du dernier cycle solaire, entre 2004 et 2007, alors que l'irradiance totale diminuait légèrement - comme prévu -, les ultraviolets diminuaient 4 à 6 fois plus que lors des périodes comparables antérieures, tandis que la quantité de lumière visible, elle, augmentait sensiblement ! Une situation stupéfiante. Car le modèle en vigueur, développé à partir des données issues de cycles solaires précédents par l'Américaine Judith Lean, au Naval Research Laboratory, montre un spectre variant plus ou moins en fonction de la longueur d'onde, mais systématiquement dans la même direction : si les ultraviolets diminuent, alors le visible diminue aussi. Ces mesures inédites intriguent donc les spécialistes depuis un an. Et elles ont fait sensation auprès du reste de la communauté scientifique en octobre dernier, avec la publication dans la revue Nature d'une étude axée sur les conséquences climatiques d'un tel comportement de la lumière. Car le résultat est totalement contre intuitif : le Soleil aurait apporté d'avantage de chaleur sur Terre (via l'augmentation du rayonnement visible) lors du dernier minimum que lors du dernier maximum !
Pour les auteurs, un dérèglement du cycle solaire pourrait bien être à l'origine de cette étrange variation spectrale : "assurément, le minimum actuel est plus lent et long que tous ceux observés dans les récentes décennies, et peut-être que le spectre solaire a des caractéristiques différentes quand le Soleil est dans un état de faible activité", écrit Joanna Haigh, de l'Imperial College de Londres. "Là où il y a des incertitudes, c'est sur les données expérimentales, remarque cependant Thierry Dudok de Wit, car ces résultats sont très différents de ce que d'autres instruments ont observé sur les autres cycles". Problème : Sorce est le seul satellite à réaliser de telles mesures à l'heure actuelle. Les appareils utilisés lors des précédents minima sont hors service depuis longtemps.

TROIS EXPLICATIONS...

Car mesurer le spectre (et notamment sa composante UV) est infiniment compliqué, et les appareils disposent d'une courte durée de vie. Il va donc falloir patienter et traiter de nouvelles données de Sorce pour s'assurer que l'appareil n'est pas défectueux. IL y a trois explications possibles, résume Slimane Bekki, chercheur au Latmos (Laboratoire atmosphère, milieux et observations spatiales), à Paris : soit les mesures sont correctes et elles l'ont été dans le passé, ce qui signifie que le spectre est devenu fou pendant ce cycle solaire exceptionnel ; soit il y a un problème avec ces données ; soit ce sont les données précédentes qui n'étaient pas correctes ! Tout ce que l'on peut dire pour le moment, c'est que ce sont des mesures très délicates, et qu'il faut donc être très prudent". Si toutefois la tendance se confirmait, la cause de ce dérèglement, là encore, serait à chercher du côté du champ magnétique de l'étoile. "Ces variations spectrales pourraient être liées à la structuration de l'atmosphère solaire, à ses profils de températures. Le dernier cycle solaire a montré des trous coronaux anormalement bas en latitude, ces phénomènes sont peut-être liés entre eux", avance Thierry Dudok de Wit. Restera alors à estimer les conséquences sur le climat de ces étranges soubresauts du spectre.

La faible activité du Soleil est mise en cause dans les hivers rigoureux de ces dernières années. L'activité du Soleil retentit sur le climat de notre planète. Or, par le passé, elle connut une baisse de régime qui coïncida avec une période baptisée "petit âge glaciaire". Un même scénario est-il en train de se produire ? La question est posée.

Des taches solaires qui jouent à cache-cache, des vents qui s'essoufflent, un spectre lumineux devenu fou : le Soleil semble aujourd'hui souffrir d'un mal mystérieux qui le rend languissant. Or, ce comportement rappelle une période sombre de notre histoire climatique : les années 1645-1715, où des glaciers envahissent les vallées d'Europe, tandis que les récoltes sont si maigres qu'elles provoquent des millions de morts lors de famines à répétition...

DES TEMPÉRATURES ANORMALE

Or, pendant cette période, le Soleil était dépourvu de la moindre marque de vitalité - ce qu'on a appelé son "minimum de Maunder" ! Et la même chose s'est reproduite en 1790 : moins marqué que le précédent, le "minimum de Dalton" fit chuter la température pendant une quarantaine d'années.

Ces deux épisodes d'anémie stellaire s'inscrivent dans une période anormalement froide sur Terre, baptisée "petit âge glaciaire", qui dura près de quatre siècles, du milieu du XVe au milieu du XIXe siècle. La température globale était alors inférieure de 0,5 à 1°C à celle du siècle dernier. La cause ? Probablement des éruptions volcaniques importantes associées à la faiblesse du Soleil d'alors. Dès lors, peut-on imaginer que le Soleil retombe dans une phase de sommeil comparable à ces minima et, de ce fait, bouleverse le climat sur Terre ?
Pour en avoir une idée, il faut se tourner vers les prédictions des scientifiques. "La façon dont se comporte le Soleil depuis 2008 indique qu'il s'engage dans une période d'activité plus faible que la moyenne", estime Douglas Biesecker, du Space Environment Center. Ce chercheur a piloté le groupe chargé de prédire en 2007 quand démarrerait le prochain cycle solaire (le cycle 24) et quel en serait son intensité. Analyses statistiques des cycles passés, recherches de signaux précurseurs, et modèles de dynamo du Soleil ont abouti à des prévisions très diverses, attestant du fort degré d'incertitude qui entache cette démarche. À l'époque, la moitié du panel prévoyait un cycle plus actif que le précédent, et l'autre, un cycle plus faible. Mais avec l'inattendu minimum prolongé de 2008-2009, et la timide reprise depuis, un consensus s'est finalement dégagé : le cycle 24 sera plus faible que le précédent, avec moins de 90 taches en moyenne mensuelle, contre un pic à 130 lors du cycle 23. "En termes de nombre de taches, le Soleil a repris très lentement après le dernier minimum, ce qui est le signe d'un cycle à venir de faible activité, argumente Douglas Biesecker. A contrario les cycles forts ont tendance à démarrer rapidement, même si les raisons physiques de ce phénomène, qui se vérifie sur tous les cycles, demeurent inconnues".

PLUSIEURS HYPOTHÈSES

Mais d'autres scientifiques vont plus loin. À l'instar de Christopher Russell, de l'université de Californie, qui entrevoit une période d'activité solaire bien plus calme, au point qu'elle s'étendrait au-delà du cycle 24. "Lorsqu'un cycle solaire change autant que ce que l'on a observé lors du dernier minimum, le Soleil ne peut se remettre aussi rapidement, estime le physicien. Je pense que les deux prochains cycles ressembleront plutôt à ceux qui se sont déroulés lors du minimum de Dalton". Au cours de cette période, le nombre maximum de taches solaires ne dépassait pas 50. Une valeur très en deçà du chiffre officiel, mais encore largement supérieure à ce qu'envisagent Matthew Penn et William Livingston. Car ces deux astrophysiciens du National Solar Observatory (Arizona) n'hésitent pas à prédire une quasi-absence de taches solaires lors du cycle 25. Ce qui placerait alors le Soleil dans une situation comparable au minimum de Maunder ! Cette hypothèse est étudiée avec circonspection, mais "on ne peut pas exclure cette possibilité, reconnaît Douglas Biesecker. Même s'il n'y a aucun moyen de prédire que cela va avoir lieu, car le Soleil s'est comporté normalement avant d'entrer dans le mininum de Maunder. On ne sait donc pas ce qu'il faudrait avoir à l'oil".
Bien que l'issue soit incertaine, le Soleil pourrait connaître demain une baisse d'activité plus ou moins comparable aux grands minima historiques. Nous dirigeons-nous alors vers un nouveau petit âge glaciaire au XXIè siècle ?
Très probablement pas, répondent les climatologues. Pour la simple raison que les conditions qui règnent aujourd'hui sur Terre sont très différentes de ce qu'elles étaient il y a quelques siècles. Car un nouvel acteur est entré en jeu : le réchauffement climatique lié aux activités humaines (émission de CO2 et autres gaz à effet de serre, déforestation...) qui s'ajoute à l'influence des variations du Soleil sur le climat.
Le récent accès de faiblesse de notre étoile a d'ailleurs eu pour effet bénéfique de permettre de mieux distinguer sa contribution dans le réchauffement global, objet de vifs débats. "Ce cycle solaire a été suffisamment long pour que l'on discerne nettement l'effet du Soleil, constate Judith Lean, du Naval Research Laboratory (à Washington). D'autant qu'il n'y a pas eu, au cours de cette période, d'épisode El Nino intense, comme en 1998, ou d'éruption volcanique majeure, comme celle du Pinatubo en 1992, pour compliquer la photo. "Résultat ? La variation de l'intensité lumineuse au cours d'un cycle solaire ferait varier la température globale de plus ou moins 0,1°C selon la scientifique. Une influence faible mais non négligeable par rapport au réchauffement actuel. De quoi expliquer partiellement la pause relative observée dans la hausse des températures entre 2002 et 2008. "Une partie du réchauffement a été annulée parce qu'après le maximum d'activité du cycle atteint en 2002, le Soleil est entré dans une phase prolongée de déclin", analyse Judith Lean.
Si le Soleil devenait vraiment paresseux, pourrait-il donc contrer le réchauffement attendu au cours des prochaines décennies ? La réponse, là encore serait plutôt non. Pour s'en convaincre, il suffit de regarder les simulations numériques effectuées en 2010 par Georg Feulner et Stephan Rahmstorf, du Potsdam Institute for Climate Impact Research (Allemagne). Sur la base de reconstructions de la valeur de la luminosité du Soleil lors du minimum de Maunder, ces deux climatologues ont quantifié l'impact sur les températures qu'aurait celui-ci s'il avait lieu au cours de ce siècle. "Avec un tel Soleil, l'augmentation de la température globale, estimée par ailleurs à 4°C à l'horizon 2100, ne serait atténuée que de 0,1°C à 0,3°C, détaille Georg Feulner. Cela aurait donc une influence mineure comparée à l'action de nos émissions de gaz à effet de serre". Le spectre d'un refroidissement du climat sous l'effet d'un Soleil affaibli semble donc s'écarter. Et même, si l'on en croit les données du satellite Sorce, qui mesure le spectre lumineux émis par le Soleil, c'est un réchauffement plus marqué qui devrait survenir en période de minimum !

DES EFFETS PLUTÔT RÉGIONAUX

En effet, même si la puissance lumineuse totale émise par le Soleil diminue légèrement pendant la phase descendante du cycle, la quantité de lumière visible, celle qui chauffe la basse atmosphère, serait, elle, en augmentation ! Un minimum solaire durable accompagné d'un tel spectre pourrait donc paradoxalement avoir un effet réchauffant ! Mais cette interprétation et surtout les données elles-mêmes, demandent encore à être confirmées et, en l'état, elle laisse les scientifiques dubitatifs.
Pour l'heure, les climatologues s'accordent plutôt sur une faible atténuation du réchauffement et les températures globales devraient être en 2100 de plusieurs degrés supérieures à ce qu'elles étaient lors du petit âge glaciaire, même avec un Soleil faiblissant. Mais ce dernier pourrait avoir régionalement un effet sur les hivers. S'interrogeant sur les derniers hivers particulièrement rigoureux en Angleterre, Mike Lockwood, de l'université de Reading (Royaume-Uni), a compilé données météo et nombre de taches solaires sur les quatre derniers siècles, et observé que les hivers rigoureux étaient plus fréquents lors des périodes de faible activité solaire. Le lien physique entre les deux serait à chercher dans la perturbation de la trajectoire des courants d'altitude, qui empêcherait des masses d'air chaud d'atteindre l'Europe. Malgré le réchauffement climatique programmé, nous pourrions donc connaître plus d'hivers rigoureux à l'avenir si le Soleil ne se ressaisit pas.

LA CRISE DU SOLEIL SOULAGE-T-ELLE LES INFRASTRUCTURES CRITIQUES ? Les rayonnements magnétiques dus aux éruptions solaires restent en fait intenses, comme leur impact sur la Terre (ici, en 2000, en ultraviolet). Des satellites de communication en panne, des transformateurs électriques fondus : l'impact des sautes d'humeur du Soleil ne se limite pas à de magnifiques aurores boréales. Les éruptions solaires, ou les éjections de masse coronale qui ponctuent le quotidien du Soleil projettent parfois des quantités phénoménales de matière et de rayonnement électromagnétique. Or, on l'a vu, le Soleil prend le chemin d'une faible activité. Est-ce une bonne nouvelle ? Pas si sûr... "L'intensité du cycle solaire ne détermine pas l'intensité de ces manifestations, mais seulement leur fréquence, rappelle Douglas Biesecker, du Space Environment Center. En 1859, l'événement Carrington, le plus intense orage magnétique jamais observé, a eu lieu pendant un cycle solaire faible". À l'époque c'est le système télégraphique mondial qui a flanché. Mais aujourd'hui, nos sociétés dépendent d'une large panoplie de technologies sensibles aux colères du Soleil. En 2008, l'Académie des sciences américaine a chiffré l'impact économique d'un orage magnétique d'extrême intensité : de 1000 à 2000 milliards de dollars. À l'origine de cette affolante facture, l'importance des dommages collatéraux (transports, communications, distribution d'eau potable) qui accompagneraient une panne du réseau électrique. Les auteurs estiment aussi qu'il faudrait de quatre à dix ans pour rétablir les systèmes impactés par une crise du Soleil qui n'aura duré, elle, que quelques minutes.