Apprendre

Observer et suivre les taches solaires

Une tache n'est pas un décor figé : c'est un objet qui naît, grossit, se scinde et traverse le disque en une dizaine de jours. Apprendre à l'observer, c'est apprendre trois gestes précis — reconnaître son ombre et sa pénombre à l'oculaire, compter les groupes pour en tirer un chiffre d'activité, et pointer la même région deux matins de suite pour la voir avancer. Ce tutoriel vous mène de la première tache repérée jusqu'à votre propre carte du Soleil, celle qui transforme un joli disque doré en mesure de la rotation d'une étoile. Une seule règle en préalable : le disque solaire ne se regarde qu'à travers un filtre certifié posé devant l'objectif — le détail du matériel et de la méthode vit sur les deux guides voisins.

1848: l'année où Rudolf Wolf, à Zurich, crée le nombre de taches — un indice d'activité encore calculé chaque jour
40 ×: le grossissement qui suffit à isoler une tache, son ombre et sa pénombre, puis à la suivre d'un jour sur l'autre
26 °: la latitude solaire dont un tour complet dure les 27 jours de la rotation de Carrington, l'horloge du disque
161: le nombre de taches lissé atteint en oct. 2024, sommet du cycle 25 — bien au-dessus des 115 prévus
1947: l'année du plus vaste groupe de taches jamais mesuré, étalé sur près de 6132 millionièmes de l'hémisphère

Le premier geste

Reconnaître une tache à l'oculaire

Une ombre noire, une pénombre en filaments, une aiguille de granulation autour

Sous un filtre visuel, une tache livre deux parties bien distinctes. Au centre, l'ombre : une zone franchement noire, là où le champ magnétique bride la convection et refroidit le gaz. Autour, la pénombre, un anneau plus clair fait de filaments rayonnants qui pointent vers le centre comme les brins d'un pinceau — c'est elle, plus que l'ombre, qui trahit l'échelle du phénomène. Une petite tache isolée mesure quelques secondes d'arc, à peine 10 à 20″ ; une grande dépasse la minute d'arc, si bien qu'un groupe étendu barre près de 2′ du disque, l'équivalent d'une bonne fraction du diamètre de Jupiter à l'oculaire. Cherchez aussi, dans les grandes ombres, les ponts lumineux : des passerelles claires qui tranchent le noir et annoncent souvent qu'une tache se scinde. Ces détails de structure sortent dès 80 à 100 mm, alors qu'une lunette de 60 mm se contente de montrer le noyau sombre et son halo.

Le relief invisible : l'effet Wilson

Suivez une même tache pendant qu'elle approche du bord du disque et son aspect change : la pénombre du côté tourné vers le centre semble se rétrécir, comme si la tache s'enfonçait. C'est l'effet Wilson, observé dès le XVIIIᵉ siècle, et il n'est pas une illusion de projection : il révèle que l'ombre est une véritable cuvette, une dépression de plusieurs centaines de kilomètres creusée dans la photosphère. Repérer cet effet sur une grosse tache proche du limbe est l'un des petits triomphes de l'observateur solaire — la preuve, à l'œil, qu'une tache a du volume.

Gros plan d'un groupe de taches par le satellite Hinode : une grande tache à ombre noire centrale cernée d'une pénombre en filaments, une seconde composante plus bas, le tout posé sur une granulation en grains — Un groupe de taches vu de près par le satellite Hinode (Solar-B) — JAXA/NASA (domaine public)

Le geste qui fait de vous un mesureur

Compter les taches : le nombre de Wolf

Une mesure inventée à Zurich en 1848, toujours vivante

Depuis 1848, on résume l'activité d'une journée par un seul chiffre, le nombre de Wolf — ou nombre de taches. Son inventeur, l'astronome suisse Rudolf Wolf, lui a donné une formule d'une élégance durable : R = k (10 g + s). Ici g est le nombre de groupes, s le nombre total de taches individuelles, et k un facteur propre à chaque observateur qui corrige son instrument, son ciel et son coup d'œil. Le poids de 10 accordé à chaque groupe n'est pas arbitraire : un groupe naissant compte déjà lourd, car il annonce une région active qui va se peupler. Un disque parfaitement vide donne R = 0 ; un disque criblé au maximum d'un cycle dépasse allègrement R = 150. La série n'a jamais cessé : elle est aujourd'hui produite à Bruxelles par le SILSO de l'Observatoire royal de Belgique, qui agrège les comptes de centaines d'observateurs — dont, potentiellement, le vôtre.

Comment poser le compte, concrètement

Le comptage se fait à faible grossissement, vers 30 à 40×, pour tenir tout le disque dans le champ. Balayez-le lentement, repérez chaque groupe — un amas de taches proches, séparé des autres par de la photosphère nette — puis additionnez toutes les taches visibles, ombres et petites taches isolées comprises. Deux groupes bien détachés portant huit taches donnent R = 10 × 2 + 8 = 28. La difficulté n'est pas de compter mais de trancher : deux taches voisines forment-elles un seul groupe ou deux ? Les débutants sur-découpent ; l'habitude, elle, vient vite. Notez votre chiffre, datez-le, et comparez-le le lendemain aux relevés publics : votre facteur k se révèle tout seul, séance après séance.

Le disque solaire entier photographié en lumière blanche le 7 juin 1992 : plusieurs groupes de taches dispersés sur la moitié gauche du disque, dont un gros groupe sombre en bas et un chapelet de petites taches au centre — Le disque entier semé de groupes, le 7 juin 1992 — NASA (domaine public)

Le nombre de Wolf, calculé sur quatre disques types (facteur k = 1)
Ce que montre le disque	Groupes g	Taches s	R = 10 g + s
Disque vide, creux du cycle	0	0	0
Un seul petit groupe de trois taches	1	3	13
Trois groupes dispersés, douze taches en tout	3	12	42
Disque criblé, proche d'un maximum	8	40	120
Aucune ligne ne correspond au filtre.

Le geste qui montre l'étoile tourner

Suivre une tache d'un matin à l'autre

Une observation répétée à quelques jours d'intervalle transforme un simple relevé de taches en mesure de la rotation solaire, latitude par latitude.

D'un jour sur l'autre, la tache a visiblement glissé

Repérez une tache aujourd'hui, revenez demain à la même heure : elle a bougé. Ce déplacement n'est pas celui de la tache sur le Soleil — il est bien plus lent — mais celui de toute la surface emportée par la rotation de l'étoile. Une tache franchit le disque d'un bord à l'autre en une petite quinzaine de jours, disparaît derrière le limbe, et peut réapparaître deux semaines plus tard si elle a survécu à sa révolution. Le Soleil, boule de plasma, ne tourne d'ailleurs pas d'un bloc : c'est la rotation différentielle. Une tache d'équateur boucle son tour plus vite qu'une tache de haute latitude — l'écart se mesure à l'œil sur plusieurs jours quand deux groupes à des latitudes différentes se décalent lentement l'un par rapport à l'autre. C'est la seule surface stellaire de tout l'Univers dont votre lunette montre la rotation en direct.

L'horloge de Carrington, à 26° de latitude

Pour se donner une référence, les astronomes ont fixé une rotation étalon, celle de Carrington : la période d'un point situé à 26° de latitude, vu depuis la Terre, soit 27,2753 jours. À l'équateur, une tache revient face à nous en un peu moins de 27 jours ; vers 75° de latitude, il lui faut plus de 34 jours. Chaque tour complet porte un numéro — la Terre en a compté plus de 2 200 depuis 1853 — et cette numérotation permet de dire précisément quelle face du Soleil on regarde. Vous n'avez pas besoin de ce raffinement pour débuter : retenez seulement qu'une tache mettra une quinzaine de jours à traverser votre champ, et planifiez vos séances en conséquence.

Le Soleil ne tourne pas d'un seul bloc
Latitude solaire	Durée d'un tour	Ce que ça change pour l'observateur
Équateur (0°)	≈ 25 jours (sidéral)	les taches équatoriales sont les plus rapides à traverser le disque
Zone des taches (± 26°)	≈ 27 jours (rotation de Carrington)	la latitude de référence — l'horloge sur laquelle on cale les cartes
Hautes latitudes (75°)	≈ 34 jours	un pôle traîne de plus d'une semaine sur l'équateur : c'est la rotation différentielle
Aucune ligne ne correspond au filtre.

Décalquez le disque, filtre en place

Tracez d'avance un cercle net sur une feuille (le disque fait 32′, projetez-le à cette taille sur un carton ou reportez ce que vous voyez à l'oculaire filtré). Marquez d'un point chaque tache, d'un cerne chaque groupe. Le geste prend cinq minutes.
Datez et signez chaque relevé

Notez la date, l'heure exacte et l'orientation (repérez le sens du déplacement des taches, dérive de l'entraînement coupé, pour placer l'ouest). Sans date ni heure, un dessin ne vaut rien pour mesurer une rotation.
Comptez et calculez votre nombre de Wolf

Comptez les groupes, puis toutes les taches, et posez R = 10 g + s. Inscrivez-le à côté du dessin. Ce chiffre, répété chaque jour clair, deviendra votre propre courbe d'activité — à confronter à celle du SILSO.
Recommencez le lendemain, superposez

Refaites le relevé à la même heure. Placez les deux feuilles à contre-jour : le décalage des taches saute aux yeux. En trois ou quatre matins, vous aurez mesuré vous-même la vitesse de rotation d'une étoile à 40× seulement.

De la tache unique au grand groupe bipolaire

Compter, c'est bien ; classer, c'est mieux, car chaque groupe raconte une histoire. Les observatoires trient les groupes selon la classification de Zurich, une échelle de lettres qui suit leur vie : un groupe naît en tache unique sans pénombre (classe A), devient une paire puis un groupe bipolaire à pénombre de plus en plus vaste et complexe (classes C à E-F), avant de décliner et de se réduire à une tache isolée à pénombre qui finit par se dissoudre (classes H et J). La classification de McIntosh raffine encore ce tri à trois lettres, en décrivant la plus grande tache et la densité du groupe. Vous n'avez pas à mémoriser l'alphabet complet : sachez seulement lire l'axe naissance → apogée → déclin. Un groupe qui gagne en pénombre d'un jour à l'autre monte en puissance ; un groupe qui se morcelle en petites taches s'éteint.

Ce que votre compte révèle en grand

Du comptage quotidien au cycle du Soleil

La loi de Spörer : les taches descendent vers l'équateur

Reportez la latitude de chaque groupe au fil des années et un dessin surgit : le fameux diagramme papillon. Au début d'un cycle, les premières taches naissent haut, vers 30 à 40° de part et d'autre de l'équateur ; puis, cycle avançant, elles apparaissent de plus en plus bas, jusqu'à 5° à peine avant l'extinction — c'est la loi de Spörer. Chaque cycle dessine ainsi deux ailes de papillon symétriques. Votre carnet, s'il note la latitude, contient en germe ce diagramme : quelques années de relevés et vos taches migreront elles aussi vers l'équateur. C'est l'astronome amateur Heinrich Schwabe qui, à force de compter chaque jour de 1826 à 1843, a le premier révélé la périodicité de tout cela.

Nous vivons le cycle 25, encore riche

Le compte de taches monte et descend selon un rythme d'environ onze ans. Nous sommes dans le cycle 25, entamé fin 2019, dont le maximum — un nombre de taches lissé de 161, contre 115 annoncés — est tombé en octobre 2024, plus vigoureux que prévu. Les années jusque vers 2030 restent donc généreuses, avec souvent plusieurs groupes visibles à la fois : le moment idéal pour se lancer. À l'autre extrême, l'Histoire garde la trace de longs sommeils, comme le minimum de Maunder — de 1645 à 1715, le disque resta quasi vierge de taches pendant soixante-dix ans, et les observateurs de l'époque le consignèrent fidèlement.

Le diagramme papillon : sur près d'un siècle et demi, les taches forment des ailes qui démarrent haut en latitude à chaque début de cycle puis descendent vers l'équateur, au-dessus d'une courbe montrant la surface couverte de taches oscillant tous les onze ans — Diagramme papillon 1870-2010, loi de Spörer — D. Hathaway / NASA-MSFC (domaine public)

Avec quoi suivre quoi

Ce que chaque diamètre permet de suivre

Le suivi des taches selon l'instrument (toujours filtré à l'avant)
Avec quoi	Ce que vous pouvez suivre
Lunettes à éclipse (œil nu)	une très grosse tache isolée quand l'activité est haute : de quoi voir qu'« il y en a une », rien de plus fin
Lunette 60–80 mm + filtre	les groupes principaux, leur ombre et leur pénombre, et surtout leur défilé d'un jour à l'autre : l'idéal pour compter et calculer R
100–150 mm + filtre	les petites taches isolées, le détail de la pénombre, les ponts lumineux, l'évolution fine d'un groupe qui se scinde ou fusionne
150 mm par air très stable	la granulation autour des taches et chaque composante d'un grand groupe ; la turbulence de jour, pas le diamètre, devient la limite
Aucune ligne ne correspond au filtre.

Quatre siècles de comptage

De la lunette de Galilée au SILSO de Bruxelles

1610
Galilée, bientôt suivi de Christoph Scheiner, dessine les premières taches à la lunette et par projection. En suivant leur déplacement, il établit que le Soleil tourne sur lui-même en près de 27 jours.
1843
Heinrich Schwabe, pharmacien et astronome amateur, publie après dix-sept ans de comptes quotidiens la périodicité d'environ onze ans du nombre de taches. Personne ne le croit d'abord.
1848
Rudolf Wolf, à Zurich, forge le nombre de taches R = k (10 g + s) et lance la série qui unifiera les relevés du monde entier. C'est la naissance de l'indice d'activité solaire.
1859
Richard Carrington observe un puissant sursaut au-dessus d'un grand groupe ; la tempête magnétique qui suit fait vaciller les télégraphes. La surveillance des taches devient une affaire pratique, pas seulement savante.
avril 1947
Un groupe monstre s'étale sur près de 6132 millionièmes de l'hémisphère solaire — le plus vaste jamais mesuré, visible à l'œil protégé. Aucun ne l'a dépassé depuis.
octobre 2024
Le cycle 25 atteint son maximum avec un nombre de taches lissé de 161. La série, désormais tenue à Bruxelles par le SILSO, agrège encore les comptes d'observateurs amateurs du monde entier.

L'avis de Luc

Superposer trois feuilles à la fenêtre le troisième matin, et voir le groupe qui a glissé : tenir une étoile en train de tourner sur une feuille de papier, avec une lunette d'amateur, ne s'use jamais. C'est ce qui fait passer la pratique solaire du joli disque montré aux voisins à une vraie mesure tenue sur un carnet. La routine prend un quart d'heure le matin, quand l'air est calme — décalquer le disque dans une lunette de 80 mm à 40×, cercler les groupes, compter, poser son nombre du jour. Le facteur de correction, lui, ne se cherche pas dans un livre : il se découvre en comparant ses chiffres à ceux du SILSO pendant un mois.

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Quelle lunette pour compter et suivre les taches ?

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