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Le Soleil, notre étoile.

le soleil

Notre étoile, le Soleil, est source de toute vie sur notre planète. Vénéré de tous temps comme un Dieu, il est pourtant d'une banalité affligeante au sein de notre Univers ... S'il semble immuable et figé dans le temps, il vit pourtant intensément, et cette boule de feu si protectrice est en même temps la plus puissante bombe thermonucléaire à notre portée ... en perpétuelle explosion !

Sommaire

Le Soleil, une étoile banale

Le Soleil, une étoile de classe G2, est une étoile jaune de taille moyenne, d’une température de 6000°c en surface (appelée photosphère), comme beaucoup d’autres parmi les 200 milliards d’étoiles qui peuplent notre galaxie, la Voie Lactée … Bref, tout cela pour dire que notre astre du jour se fond entièrement dans la masse et n’a aucune particularité qui en ferait une merveille de la nature pour quelqu’un qui observerait la galaxie dans son ensemble !!

Et pourtant, de tous temps, les hommes se sont passionnés pour cette titanesque boule de feu, l’élevant dans beaucoup de civilisations au rang de dieu. Il est vrai que sans lui, la vie n’aurait aucun moyen de se développer puisqu’il apporte à ses satellites l’énergie nécessaire et l’émission d’un flux de particules accélérées indispensables (protons, électrons, ions) à la photosynthèse.

position du soleil dans la voie lactée

Position dans la Voie Lactée

Comme nous l’avons vu précédemment, le Soleil est «né» de la nébuleuse originelle qui compose aujourd’hui tous les astres de notre système solaire. Et il subira un jour le même sort que l’étoile de la génération précédente dont nous sommes tous issus. Comme la moitié des systèmes stellaires, le notre n’est composée que d’une seule étoile qui règne en maître au centre, et non d’un système binaire d’étoiles.
La plupart des étoiles de la Voie Lactée se situent dans les bras spiraux, et non dans le noyau comme pourrait le justifier son éclat, en fait c’est juste que les étoiles sont de plus en plus rapprochées au fur et à mesure qu’on approche du centre. Notre Soleil, et nous même, nous situons dans l’un de ces bras spiraux, à 30000 années lumière du centre de la galaxie (dont le rayon est de 50000 années lumières). Autrement dit, nous sommes en périphérie de la galaxie. Etant donné que notre galaxie a une révolution de 200 millions d’années, nous avons fait, avec le Soleil, presque 25 fois le tour, à une vitesse d’environ 225 kms/s.

Fusion nucléaire

Notre Soleil est bien entendu l’objet le plus grand et le plus massif de notre système solaire : à lui seul, il représente plus de 99,8% de sa masse globale !!
Le Soleil brille car en son sein a lieu une fusion nucléaire, qui s’est amorcée lors de sa création, lorsque sa masse, sa densité et sa température l’ont permis. En effet le Soleil se sert de son carburant, l’hydrogène, pour libérer sa formidable énergie, en le transformant en hélium. Actuellement, il est constitué de ¾ d’hydrogène et de ¼ d’hélium, le reste de ses composants sont divers métaux qui représentent à peine 0,1% de la masse totale.

le soleil et les planètes

Les conditions de rotation du Soleil sont, à l’instar des planètes gazeuses, particulières et complètement différentes des planètes telluriques comme la Terre.
En effet, seul le noyau solide du Soleil tourne d’une façon homogène : les couches en surface rotent bien plus vite à l’équateur (révolution en 25,4 jours) qu’aux pôles (36 jours). Bien que la température en surface ne soit « que » de 6000°c, il règne un véritable enfer au cœur : 15 millions de degrés !! La pression est elle carrément insupportable : 250 milliards d’atmosphère … Quant aux gaz, ils sont compressés à une densité à peu près égale à 150 fois celle de l’eau.
L’énergie dégagée par la fusion nucléaire est de l’ordre de 3.86e33ergs/seconde ou bien 386 millions de mégawatts. A chaque seconde qui passe, le Soleil brûle quelques 700 millions de tonnes d’hydrogène pour les convertir en 695 millions de tonnes d’hélium !!! Les 5 millions de tonnes restantes sont produites sous forme de rayons gamma expulsés dans l’espace …
Le cycle d’expulsion de l’énergie du soleil est très complexe et très lent. En effet, au fur et à mesure qu’elle monte en surface, l’énergie est cycliquement absorbée puis rejetée à des températures de plus en plus basses, c’est pourquoi l’écart de température entre le noyau et la photosphère est si énorme. A son arrivée en surface, l’énergie s’exprime alors en lumière visible. Il faut savoir qu’un photon met 50 millions d’années pour sortir du Soleil à partir du moment où il a été créé lors de la fusion nucléaire du noyau !!!

Photosphère et chromosphère

tache solaire

La surface du soleil n’est pas uniforme … On peut facilement observer des tâches noires à la surface : les tâches solaires. A cet endroit, la température est bien plus « fraîche » qu’ailleurs, 3800 degrés au lieu de 6000. Le fait que les tâches soient noires viennent justement de cette différence de température. Ces tâches sont invisibles à l’œil nu, et pourtant, certaines peuvent atteindre un diamètre de plus de 50000 kms !! Soit 4 fois le diamètre terrestre …

Il arrive également que le soleil expulse de manière violente de grandes quantité d’énergie et de matière. Cela offre aux observateurs le spectacle le plus impressionnant que peut nous offrir notre étoile : une protubérance solaire. Les protubérances sont des éjections de masses colossales produites lorsque le champ magnétique de la chromosphère devient instable, elles peuvent atteindre plusieurs centaines de milliers de kilomètres de long. La Terre paraît alors bien dérisoire à comparaison.

coronographieprotubérance solaire

La composition du Soleil ne se limite pas à sa surface proprement dite. Au dessus de la photosphère, il existe une mince couche s’appelant chromosphère (chaude de quelques 30000°), puis au delà s’étend la couronne solaire (chaude de 1 millions de degrés), grande de plusieurs rayons solaires. C’est ce qu’on peut observer lors d’une éclipse totale de Soleil. C’est en fait de grands jets de gaz chaud qui sont expulsés su Soleil.

eclipse totale de soleil

L'héliosphère, magnétisme du Soleil

Mais la puissance du Soleil ne s’arrête pas là… Son influence magnétique, appelée héliosphère, s’étend encore plus loin que Pluton !! C’est dire si notre astre domine son système planétaire…
En plus de sa chaleur et de sa lumière, le Soleil nous inonde de son « vent solaire », constitué de particules (protons et électrons) chargés électriquement, qui voyage à la vitesse de 450 kms/s. On peut l’observer sur Terre (essentiellement aux pôles) : ce sont les aurores boréales … C’est également ce même vent solaire qui engendre la chevelure des comètes qui foncent vers le centre du système. C’est pourquoi la queue des comètes s’étend curieusement vers l’avant de la comète lorsque celle-ci s’éloigne du Soleil ! La direction de la chevelure est donc toujours opposée à la position du Soleil.

magnétosphère de la terre

aurore boréale

comète mcnaught

L'avenir du Soleil

Comme nous l’avons mentionné au chapitre précédent, notre Soleil n’est pas éternel. Il est actuellement à la moitié de sa vie, comme toutes les planètes, puisqu’elles sont tributaires de leur étoile. Dans 5 milliards d’années, il aura consommé tout son carburant d’hydrogène, et sa structure changera irrémédiablement. Il sera alors obligé de se rabattre sur l’hélium qui le constituera essentiellement et son diamètre sera littéralement démultiplié, englobant les premières planète comme Mercure, Vénus et probablement la Terre, qui seront ni plus ni moins vaporisées. Seul Mars aura un sursis, mais il y règnera un véritable enfer, puisque sa matière sera réduite à de la roche en fusion, comme lors de sa création. Le Soleil sera alors une géante rouge pendant ½ milliard d’années, plus froide mais plus brillante que jamais étant donné sa taille gigantesque.
Sa masse n’étant pas suffisante, il n’y aura pas d’explosion thermonucléaire, donc pas de supernova. Lorsqu’il aura brûlé tout son stock d’hélium, sa matière sera alors expulsée dans l’espace, et son noyau s’effondrera sur lui-même, formant une naine blanche de la taille d’une planète tellurique qui se refroidira continuellement pendant plusieurs milliards d’années. Le Soleil sera mort.
Que restera-t-il alors ? Réponse :une nébuleuse planétaire … comme celle qui nous a fait naître. Le cycle continue…

nébuleuse hélix

L'activité du Soleil en direct !

Grâce au site internet de la célèbre sonde SOHO, vous pouvez voir l'activité du Soleil en direct, depuis votre fauteuil !

soho livesoho livesoho live

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Les mystères du cosmos : le roi Soleil

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