Le magnétisme (1) est l’étude des phénomènes magnétiques dont la manifestation physique la plus courante s’observe dans les aimants. Les effets du champ magnétique se retrouvent dans la plupart des objets célestes. Par exemple sur Terre, c’est le champ dit “géomagnétique” qui agit sur l’aiguille des boussoles et l’oriente sur l’axe nord-sud. Pour le Soleil, le champ magnétique peut être jusqu’à plus de 1000 fois plus intense, prenant tour à tour la forme de taches solaires, d’éruptions, de protubérances, de points brillants... Le magnétisme de la Terre et du Soleil vient de l’effet dynamo. Cet effet est la propriété qu’a un fluide conducteur en mouvement de pouvoir générer par induction un champ magnétique. S’il n’est pas entretenu, le champ magnétique diffuse et décroît. Seuls certains écoulements ont la capacité d’amplifier et d’entretenir le champ magnétique, ce qui est le cas des mouvements turbulents présents dans le Soleil. En effet, la convection turbulente associée à la forte rotation différentielle en profondeur et en latitude dispose des propriétés d’étirement, de cisaillement et d’enroulement nécessaires au développement d’un effet dynamo. À la pré- sence d’un champ magnétique est associée la force de Laplace qui agit sur les mouvements du plasma comportant des particules chargées. L’effet de cette force peut être décomposé en une composante reliée à la tension le long des lignes de champ magnétique et une autre associée à un gradient de pression magnétique perpendiculairement aux lignes de champ magnétique. Comme pour la rotation, il est possible de trouver des états d’équilibre entre gradient de pression et champ magnétique, voire avec la force de Coriolis dans le cas d’un système tournant comme le Soleil. Les scientifiques parlent alors d’équilibre magnétostrophique. Cependant, le fort degré de turbulence présent dans les couches externes du Soleil modifie cet équilibre.
(1) Magnétisme : de Magnes, mot originaire de la ville grecque Magnesia où fut trouvée la pierre d’aimant.
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