Le Soleil


   Au XIXième siècle, on comprit que le Soleil était... une étoile comme une autre, la différence d'apparence n'étant qu'une conséquence de la distance. En effet, il se situe à 150 millions de kilomètres de la Terre (1 UA : unité astronomique) alors que Proxima, la seconde étoile la plus proche, est à 265 000 UA. Aujourd'hui, nous savons qu'il s'agit d'une étoile très modeste (Antarès est 500 fois plus grosse que lui).
Le Soleil, âgé de 4,56 milliards d'années. Il est beaucoup plus jeune que notre galaxie (10 milliards d'années) ou que l'Univers (13,7 milliards d'années). Il en est à la moitié de son existence.
Le Soleil est une énorme boule de gaz (hydrogène et hélium) en équilibre : le poids des couches extérieures stabilise la pression dégagée par le brasier central. Sa formidable production d'énergie sous forme de lumière et de chaleur est à la fois un danger... et une aubaine pour la Terre.


Les particules du Soleil ne viennent pas heurter la Terre. Elles la contournent. Cela est dû au bouclier magnétique terrestre qui nous protège.

Données numériques :

La naissance du Soleil au sein de la nébuleuse primitive
Il est né à partir d'une sorte de cocon froid, un gigantesque nuage de gaz et de poussières (nuage interstellaire), comme il en existe un peu partout dans l'Univers. Pendant plusieurs millions d'années, ce nuage s'est mis à tourner sur lui-même et par agglomérations successives les corps de notre système solaire se sont formés (contraction gravitationnelle). Au centre, la pression et la température n'ont cessé de grimper, jusqu'à devenir colossales. Dans cette poche de matière très chaude et très dense, s'est amorcée la fusion de noyaux légers d'hydrogène en noyaux plus lourds d'hélium, dans une débauche d'énergie (fusion thermonucléaire).


Naissance d'une étoile à partir de la contraction d'un nuage interstellaire

L'extinction du Soleil dans 5 milliards d'années
Lorsque l'hydrogène manquera, la partie centrale se contractera et se réchauffera pour réaliser de nouvelles fusions tandis que la partie externe gonflera. Ensuite, le Soleil éjectera dans l'espace son enveloppe extérieure. Cela formera une nébuleuse planétaire. Au centre, il restera une petite étoile, peu lumineuse, stade ultime de la vie d'une étoile similaire au Soleil (naine blanche). La naine blanche s'éteindra doucement.


Nébuleuse planétaire. Au centre, une naine blanche (pas visible ici)

La structure du Soleil

Le noyau est plus gros que la distance Terre-Lune. Il est aussi appelé le cœur nucléaire car c'est seulement dans cette zone que la température est suffisante pour permettre les réactions nucléaires. Chaque seconde 600 millions de tonnes d'hydrogène se transforment en 596 millions de tonnes d'hélium. Cela produit une énorme libération d'énergie et une foule de particules (neutrinos...). Pour que le Soleil "brille", il faut que l'énergie se transmette vers la surface solaire :
- Dans la zone radiative, l'énergie lumineuse lors de son parcours vers la surface du Soleil est constamment absorbée puis réémise par la matière solaire. A chaque fois les photons perdent un peu d'énergie. La température la zone radiative décroît petit à petit.
- Dans la zone convective, la température étant plus basse (2 millions de degrés) l'énergie se déplace par convection : la matière chaude monte et la matière froide descend. Mais il arrive à certains endroits que la convection soit freinée par les gigantesques forces magnétiques du Soleil. A ces endroits, la chaleur ne remonte pas. La température et la luminosité baissent : il se forme une tache solaire.
La photosphère est la surface du Soleil où apparaissent granules, taches solaires... La chromosphère (sphère colorée) est la basse atmosphère du Soleil. C'est une couche de gaz fortement ionisée (plasma) d'une épaisseur de 15 000 km environ. Au-delà se trouve la couronne solaire qui s'étend dans le système solaire. Elle ne peut être observée que lors des éclipses totales car son rayonnement est très faible. Depuis 1930, on dispose également de coronographes, instrument équipé d'un occultateur spécial (jouant le rôle de la Lune et créant une éclipse artificielle de Soleil), inventé et installé au Pic du Midi par Bernard Lyot.



Structure du Soleil


La couronne solaire

La lumière chemine 2 millions d'années avant de sortir du Soleil
Deux millions d'années pour franchir 500 000 km (distance entre le noyau et la surface du Soleil) et 500 secondes pour franchir 150 000 000 de km (distance entre le Soleil et la Terre). La lumière que nous voyons de nos jours provient de l'énergie créée à l'époque des premiers hommes.


L'activité solaire
Les taches solaires apparaissent en groupes. La durée de vie d'une tache est de quelques semaines. Elles sont parfois plus grandes que la Terre. Explosions, éruptions, protubérances... se produisent de manière plus ou moins régulière éjectant de grandes quantités de matière ionisée. Le Soleil émet 1 million de tonnes de matière par seconde (vent solaire) qui se propage ensuite dans tout le système solaire provoquant perturbations et aurores boréales, orientant la chevelure des comètes...


Les taches sont un indicateur de l'activité solaire qui suit un cycle de 11 ans.
Le centre de la tache (4 500°C) est une dépression dans la photosphère surmonté de protubérances.

 





SOURCES :
Poussières d'étoiles H.Reeves - Wikipédia - Le grand livre du ciel BORDAS - Editions Atlas