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Satellite : A l’assaut des humeurs du soleil


L'étoile va être soumise pendant trois ans à la surveillance minutieuse du satellite Picard. L'enjeu : élucider l'origine de ses variations de luminosité et étudier leur rôle dans les changements climatiques. A force de le voir se lever tous les matins, avec la régularité d'un métronome, on en oublierait presque que le Soleil est... lunatique : loin d'être constante, sa luminosité change au gré des années. Ainsi, tous les onze ans, elle entame un cycle durant lequel elle varie de 0,1 %. À plus long terme, trois autres cycles solaires ont été identifiés, s'étalant de quatre-vingt-dix ans à 2300 ans. Fluctuation de la température de la couche externe du Soleil, modification de la répartition des électrons dans l'astre... : les hypothèses ne manquent pas pour expliquer ces variations lumineuses. Pour aider à y voir plus clair, le Centre national d'études spatiales (Cnes) placera en orbite terrestre le satellite Picard au mois d'avril. La mission de ce petit bijou dont la mise au point a impliqué des chercheurs du CNRS : comprendre pourquoi notre astre est d'humeur changeante. Picard sera le premier à mesurer le diamètre du Soleil à l'aide d'un instrument dédié. Selon les modélisations mathématiques les plus récentes, le diamètre solaire contiendrait en effet une grande quantité d'informations utiles pour élucider les mécanismes physiques internes à l'œuvre dans le Soleil et, de là, ses sautes d'humeur. L'habit fait le moine, en somme. Le satellite tire d'ailleurs son nom du premier savant, Jean Picard, à avoir pris, au 17e siècle, les mensurations de l'astre du jour, à l'aide d'une lunette astronomique. Petit gabarit de 150 kg, il hébergera trois instruments. Sodism, d'abord, un télescope doté d'une caméra conçue par des chercheurs français du Laboratoire « atmosphères, milieux, observations spatiales » (Latmos) (Le Latmos (CNRS / Université Paris-VI/ Université Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines), est la réunion du Service d'aéronomie de Paris, et du CETP (Centre l'étude des environnements terrestre et planétaires) le Saint-Maur-des-Fossés). Il capturera l'image du Soleil à plusieurs longueurs d'onde. L'enveloppe externe de l'astre est en effet constituée de couches de gaz plus ou moins chaudes qui émettent dans des longueurs d'onde spécifiques. Selon qu'on l'observe dans le vert ou le rouge, le Soleil peut ainsi prendre 20 km de tour de taille en plus. En observant de l'ultraviolet au proche infrarouge, Sodism devrait réussir à prendre toutes les mensurations du Soleil. Le développement de Sodism s'est étalé sur cinq ans. Le défi ? Réaliser un appareil qui s'affranchisse du mouvement propre du satellite. Car Picard ne sera pointé sur le soleil qu'approximativement. Donc, « pour être sûr que le Soleil reste en permanence au centre du détecteur, nous avons dû avoir recours à une technique dite d'asservissement du miroir primaire du télescope lui-même, ce qui revient à bouger le miroir de façon à compenser les mouvements du satellite », raconte Gérard Thuillier, responsable scientifique du projet au Lamos. Par ailleurs, le diamètre solaire sera régulièrement comparé à la distance apparente séparant des étoiles brillantes. Grâce à cette double précaution, Picard aura une vision d'aigle, précise au 1 milliarcseconde près, soit l'équivalent de 750 mètres au niveau du Soleil. Les deux autres instruments embarqués, Soya et Premos, sont l'œuvre d'une équipe belge et d'une suisse (Le Bureau suisse des affaires spatiales et le Service public fédéral de programmation politique scientifique le Belgique). Même s'ils utilisent des technologies différentes, ils seront tous deux chargés de la même tâche : mesurer précisément la puissance lumineuse totale émise par le Soleil (le doublon d'appareils vise à éviter l'impact du vieillissement des instruments sur les mesures). Picard va être lancé de la base de Yasny, en Russie. Une fois en orbite à 725 kilomètres d'altitude il restera aveugle un mois durant, le temps que le vide spatial élimine des instruments les particules polluantes venues de la Terre. Puis les chercheurs ouvriront ses paupières. Un nouveau jour commencera alors pour la connaissance du Soleil, mais aussi... de notre propre planète. Car la relation entre l'activité solaire et le climat de la Terre est également l'un des enjeux de la mission. Le 17e siècle a été marqué par un baisse de 0,2 à 3,3 % de cette activité, ce qui a suffi à plonger la Terre, et plus particulièrement l'Europe, dans un épisode froid surnommé le petit âge glaciaire. Aujourd'hui, la luminosité du Soleil ne varie au cours de ses cycles courts qu'au maximum de 0,1 %, et ne jouerait qu'un rôle mineur sur le changement climatique face au gaz à effet de serre. Mais qu'est-ce que le Soleil nous réserve pour l'avenir ? Dans l'hypothèse où il évoluerait vers des cycles plus accentués, peut-il venir renforcer le réchauffement climatique, ou au contraire, l'atténuer ? Picard devrait apporte un vent frais sur ces questions.

Xavier Müller

Contact : Gérard Thuillier, gerard.thuillier@latmos.ipsl.fr

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