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Les travaux de Johannes Kepler sont surtout connus pour ses lois du mouvement planétaire, mais ses contributions à l’observation solaire ont également eu un impact durable sur la compréhension des cycles solaires. En 1607, Kepler a utilisé une camera obscura pour observer le Soleil, produisant des dessins d’une précision remarquable. Ces observations ont permis aux astronomes modernes de mieux comprendre l’évolution de l’activité solaire.
Les observations de Kepler
Johannes Kepler, un mathématicien allemand né en 1571, est célèbre pour ses contributions à la mécanique céleste et ses lois sur le mouvement des planètes, formulées à partir des observations de Tycho Brahe. En plus de ses recherches sur le mouvement des planètes, il s’est également distingué comme un observateur réputé qui a capturé l’une des premières images de l’activité solaire avant le développement des télescopes.
Avant l’invention du télescope, Kepler a enregistré l’activité solaire en utilisant une camera obscura, un dispositif simple mais efficace consistant en un petit trou dans un mur laissant passer la lumière du Soleil. L’observateur pouvait alors examiner une image du Soleil lorsque cette lumière était reflétée sur une feuille de papier.
Kepler a ainsi pu dessiner et documenter les aspects observables du Soleil. En mai 1607, il a également capturé ce qu’il croyait être un passage de Mercure. Il s’est avéré qu’il s’agissait plutôt d’un groupe de taches solaires que d’un passage de Mercure.
Les taches solaires
Kepler a vu des taches solaires, qui sont des phénomènes solaires transitoires que les astronomes amateurs actuels remarquent fréquemment sur le Soleil. Elles se trouvent dans la photosphère, la partie visible de l’atmosphère du Soleil, et sont sombres par rapport à leur environnement. En fait, elles seraient plus brillantes que la pleine lune si elles pouvaient être maintenues à leur distance actuelle de la Terre tout en étant coupées du disque solaire, considérablement plus lumineux.
En d’autres termes, les taches solaires sont plus sombres et plus froides que la matière chaude et éblouissante qui les entoure. Au lieu de la température typique de la photosphère, qui est d’environ 5 700 °C, elles ont une température d’environ 3 500 °C.
Le Soleil, une immense boule de plasma, possède un champ magnétique qui s’enroule et s’emmêle au fil de sa rotation. Lorsque la tension sur les lignes de champ magnétique devient trop forte, elles éclatent à la surface, créant des taches solaires. Ces taches sont des indicateurs de l’activité solaire, atteignant leur maximum dans un cycle d’environ 11 ans.
Vers une meilleure compréhension des cycles solaires
Une équipe de chercheurs dirigée par Hisashi Hayakawa de l’université de Nagoya a analysé les dessins de Kepler en utilisant des techniques modernes. Ils ont découvert de nouveaux détails sur l’activité solaire à cette époque.
Ils ont appliqué la loi de Spörer, qui étudie la variation des latitudes des régions solaires actives au cours d’un cycle solaire, pour situer les observations de Kepler à la fin du cycle solaire 13, avant le cycle au cours duquel Thomas Harriot, Galilée et d’autres observateurs télescopiques ont recueilli pour la première fois des données sur le cycle solaire.
Ces observations ont lieu juste avant le minimum de Maunder, une période de baisse considérable de l’activité des taches solaires entre 1645 et 1715 qui n’est pas bien comprise. Jusqu’à présent, cette période d’activité solaire minimale a fait l’objet de vives controverses et aucune conclusion claire n’a été tirée. L’équipe de chercheurs espère que les informations fournies par Kepler contribueront à éclaircir cette période d’inactivité solaire. Par ailleurs, quand le Soleil va-t-il exploser ?