La surface des étoiles

Le Soleil est la seule étoile dont on puisse observer la surface. La partie visible à l'oeil nu est la photosphère. Son épaisseur est de 400 km. Elle est caractérisée par une franche diminution de la densité en périphérie. C'est dans cette région que les photons commencent à voyager librement vers nous.
La photosphère n'est pas uniforme : on y distingue des granules, ou grains de riz, qui correspondent à des mouvements de matière remontant des zones plus profondes du Soleil. Les zones plus profondes étant plus chaudes, elles apparaissent plus brillantes. Ces structures mesurent environ 1000 km de diamètre et ne vivent que quelques minutes. Elles sont les extrémités des courants de matière et nous renseignent sur la zone convective du Soleil.

En 1613, Galilée observe des taches à la surface du Soleil grâce à sa lunette astronomique. Ce sont des zones qui apparaissent plus sombres par effet de contraste car elles sont plus froides d'environ 2000°C que le reste de la photosphère. Elles sont cependant plus brillantes qu'une Pleine Lune! Elles sont liées au champ magnétique, qui émerge de la surface et y plonge, tout en bloquant les mouvements convectifs de matière en ces deux points de contact. N'étant plus alimentée en matière chaude, la surface en ces points est plus froide.

Le nombre de taches varie entre 0 et 200. Il croît et décroît selon un cycle de 11 ans, appelé le cycle solaire. Au cours du cycle, les taches apparaissent à des latitudes de plus en plus basses, de 30° à 40° en début de cycle, jusqu'à l'équateur solaire en fin de cycle (Diagramme de Maunder). La transistion brutale observée entre deux cycles correspond à l'inversion du champ magnétique solaire. Le Soleil met ainsi 22 ans pour revenir à une même phase d'un cycle et à une même orientation magnétique.

L'observation des taches permet de mesurer la vitesse de rotation du Soleil. Les taches font un tour sur la surface solaire en 25 jours à l'équateur. Le Soleil étant une sphère de gaz, sa rotation n'est pas constante avec la latitude, contrairement à une sphère solide telle que la Terre. Elle décroît lorsque l'on se rapproche des pôles, où elle atteint environ 32 jours.