Une étude, dont les résultats intitulés « The internal rotation of the Sun and its link to the solar Li and He surface abundances » ont été publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis de développer un nouveau modèle théorique qui permet, en prenant en compte la rotation du Soleil qui a varié au cours du temps et les champs magnétiques qui en découlent, d’expliquer sa structure chimique.

Relevons tout d'abord que le modèle solaire standard utilisé jusqu'ici considérait notre étoile sous une forme simplifiée, qui fonctionnait de manière satisfaisante avant qu’au début des années 2000, une étude internationale « révise drastiquement les abondances solaires en fournissant une analyse plus fine » de sorte que plus aucun modèle n'est parvenu « à reproduire les données obtenues par l’héliosismologie, soit l’étude des vibrations du Soleil, en particulier l’abondance d’hélium dans l’enveloppe du Soleil ».

Dans ce contexte, le nouveau modèle ici présenté, qui « inclut non seulement l’historique de la rotation elle-même, sans doute plus rapide dans le passé, mais également les instabilités magnétiques qu’elle génère », parvient « non seulement à prédire correctement la concentration d’hélium dans les couches externes du Soleil mais également celle du lithium qui, lui aussi, résistait à la modélisation jusqu’à présent ».

En fait, « l’abondance en hélium est correctement reproduite par le nouveau modèle car la rotation interne du Soleil imposée par les champs magnétiques engendre un mélange turbulent qui empêche cet élément de tomber trop rapidement vers le centre de l’étoile », alors que l’abondance du lithium observée à la surface solaire est reproduite parce que « ce même mélange le transporte vers les régions chaudes où il est détruit ».

Néanmoins, tous les défis posés par l’héliosismologie ne sont pas résolus par le nouveau modèle, car, si, grâce à l’héliosismologie, « nous connaissons avec une précision redoutable, à 500 km près, la région où commence les mouvements convectifs de matière, à 199 500 km sous la surface du Soleil », les modèles théoriques du Soleil « prédisent une profondeur en décalage de 10 000 km! ». Ce problème existe toujours avec le nouveau modèle, mais il a l'avantage d'ouvrir une nouvelle porte de compréhension, puisqu'il met en lumière les processus physiques pouvant « aider à résoudre ce désaccord critique.»

Au bout du compte, il va falloir « réviser les masses, rayons et âges obtenus pour les étoiles de type solaire que l’on a étudiées jusqu’à présent », car, dans la grande majorité des cas, « on transpose la physique solaire aux cas d’études proches du Soleil ».