Taches solaires : ce qu’elles sont et comment les observer en sécurité

Des régions magnétiques plus froides

La **photosphère** est la couche visible du Soleil, dont la température caractéristique est proche de 5 800 kelvins. Sous cette surface apparente, la convection transporte de l’énergie : de la matière chaude monte, se refroidit puis redescend.

Lorsqu’un champ magnétique intense gêne ce mouvement, moins de chaleur parvient localement à la surface. Une tache se développe. Sa partie centrale, l’ombre, est la plus sombre ; une pénombre plus claire, souvent d’aspect filamenteux, peut l’entourer. Le mot sombre est relatif : cette matière continue à rayonner très fortement, mais moins que la photosphère voisine.

Les groupes apparaissent souvent avec des polarités magnétiques opposées. De petites structures peuvent vivre quelques heures ou quelques jours, tandis que de grands groupes survivent plusieurs rotations solaires. Certains ensembles dépassent largement la taille de la Terre. Leur évolution interne empêche toutefois de les considérer comme des dessins fixes collés à une sphère.

Près du bord solaire, des facules brillantes peuvent accompagner les régions actives. Sous une atmosphère stable et avec un matériel approprié, la surface montre aussi une granulation : des cellules convectives d’environ un millier de kilomètres, renouvelées sur des durées de l’ordre de quelques minutes. La forme apparente d’une tache proche du bord peut révéler les effets de sa profondeur dans la photosphère, notamment par une pénombre asymétrique : c’est un indice géométrique, pas seulement un changement d’éclat.

Un cycle moyen de onze ans

Le nombre de taches augmente et diminue en moyenne sur onze ans, avec des cycles individuels plus courts ou plus longs, souvent de l’ordre de neuf à quatorze ans. Au minimum, le Soleil peut rester sans tache pendant plusieurs jours. Au maximum, de nombreux groupes peuvent coexister.

Le cycle magnétique complet est d’environ vingt-deux ans, car la polarité globale s’inverse d’un cycle de taches au suivant. Au début d’un cycle, les groupes apparaissent généralement à des latitudes héliographiques moyennes, autour de 30° à 35°. Les zones d’émergence migrent ensuite vers l’équateur. Leur représentation en fonction du temps produit le célèbre diagramme en papillon.

Les cycles numérotés remontent au XVIIIe siècle. Le cycle 25 a commencé à la fin de 2019, mais le niveau d’activité d’un jour donné doit être lu dans des données datées, plutôt que déduit d’un résumé permanent du cycle. Même une période globalement descendante peut présenter un grand groupe actif.

Le minimum de Maunder, approximativement de 1645 à 1715, représente un épisode historique où très peu de taches furent observées. Il rappelle que l’amplitude de l’activité varie aussi sur des échelles plus longues qu’un seul cycle.

Compter et classer les groupes

Le nombre relatif de taches, associé à Rudolf Wolf, combine le nombre de groupes et celui des taches individuelles. Les groupes reçoivent un poids plus important, tandis qu’un facteur de correction aide à comparer observateurs et instruments. Une simple addition de tous les petits points visibles sur une photographie n’est donc pas directement interchangeable avec une série normalisée.

La classification Mount Wilson décrit la structure magnétique. Une classe α correspond à un groupe unipolaire, β à une structure bipolaire séparée, γ à une organisation plus complexe. L’indication δ signale notamment des ombres de polarités opposées dans une même pénombre. Des configurations complexes de type β-γ-δ sont associées à un potentiel d’activité élevé, mais elles ne prédisent pas à elles seules l’heure ou la force d’une éruption.

La classification McIntosh utilise trois caractères pour l’aspect du groupe : son type général, la pénombre du plus grand élément et la distribution des taches internes. Les lettres ne désignent pas la même propriété que les symboles magnétiques de Mount Wilson ; les deux descriptions se complètent.

Repérer la position sur le disque

Trois angles permettent d’interpréter l’orientation solaire. P donne l’angle de position de l’axe de rotation sur le ciel. B0 indique la latitude héliographique du centre apparent du disque, avec une variation annuelle proche de ±7,25°. L0 donne la longitude héliographique du méridien central dans la convention utilisée.

Le Soleil tourne en environ vingt-sept jours vu depuis la Terre, avec une rotation différentielle selon la latitude. Un groupe peut donc traverser la face visible d’un bord à l’autre en près de deux semaines, tout en changeant de forme. Une image obtenue avec un télescope peut être renversée ou réfléchie par le montage optique : la gauche de votre écran ne correspond pas automatiquement à l’est solaire.

Un carnet daté, avec l’heure et l’orientation de l’image, aide à séparer rotation globale et transformation du groupe. Les angles de disque donnent les repères nécessaires pour comparer plusieurs observations.

Observer sans mettre les yeux en danger

Ne regardez jamais le Soleil sans protection adaptée, y compris lorsqu’il paraît faible dans la brume. Les lésions peuvent se produire sans douleur immédiate. Les instruments concentrent l’énergie et rendent une erreur de montage particulièrement dangereuse.

Pour l’œil nu, des lunettes d’éclipse intactes conformes à ISO 12312-2 permettent parfois de distinguer les plus grands groupes. Inspectez leur état et respectez leur mode d’emploi. Des lunettes de soleil ordinaires, une photographie sombre ou un nuage ne conviennent pas.

Pour les jumelles, le télescope ou un objectif photographique, un filtre solaire spécialement adapté doit être installé solidement devant l’ouverture. Les lunettes d’éclipse portées derrière les oculaires ne le remplacent pas. Les filtres d’oculaire soumis à la chaleur concentrée sont dangereux. Les chercheurs et toute optique auxiliaire doivent eux aussi être protégés ou rendus inutilisables avant le pointage.

Une projection solaire demande un instrument et un montage conçus pour cet usage, sous une surveillance compétente ; elle n’est pas appropriée à n’importe quel appareil. Un prisme de Herschel ou un instrument H-alpha constitue également un système spécialisé, à employer avec les filtres et configurations prescrits par son fabricant. Un accessoire isolé ne rend pas automatiquement une installation sûre.

En France, une séance solaire organisée par un club d’astronomie peut être une bonne première expérience pour vérifier le matériel. Le matin offre parfois une atmosphère moins turbulente, avant le réchauffement des sols, mais la stabilité dépend du site et de la météo. Notez date, heure, nombre de groupes et configuration : plusieurs semaines suffisent pour suivre la rotation et l’évolution de régions actives.