Soleil- Module 2a

Le Soleil
Module 2a

Il y a des milliers de trillions d’étoiles dans l’univers…on ne sait pas vraiment combine. Mais il y a une d’elle qui nous est familière, le Soleil, se trouvant a environ 150 million de km de la Terre ; on a choisi conventionnellement cette distance comme unité de mesure : l’Unité Astronomique.

Le Soleil a eu un impact considérable sur différentes civilisations ; il fut même érigé au rang de dieu par certaines et aurait effrayé d’autres par certains événements célestes dans lesquels il y prenait part.

La lumière du Soleil est importante pour la vie sur Terre.

Structure du Soleil

Le Soleil produit une énergie énorme. Sa luminosité (L_☉) est estimée à 3.85 x 10²⁶ watts. La quantité d’énergie qui tombe par seconde sur l’atmosphère terrestre s’appelle la constante solaire, estimée à 1 400 watts/m².

Le Soleil est généralement calme mais il se produit par moment de violentes activités sur sa surface comme les éjections de masse coronales. Il est doc important d’étudier le Soleil car le climat et la météorologie solaire sont déterminants pour les civilisations humaines.

Gardant tout le système solaire sous son influence gravitationnelle, Le Soleil est le plus massif de tous les corps de ce système, soit 99.9 % de sa masse.

Chromosphere

Constituée essentiellement de gaz (particulièrement d’hydrogène et d’hélium), Il a un diamètre de 696 000 km ; Assez énorme, il est vrai, mais de la Terre il apparait de la même dimension que la Lune : ceci s’explique par sa distance de nous, 1 UA. La taille apparente d’un objet en astronomie s’exprime en diamètre angulaire ; il est de 32’ (ou ½ ‘’). Il n’est pas du tout recommandé de l’observer au télescope, sous peine de bousiller les yeux jusqu'à la cécité. Il existe cependant des télescopes et filtres spéciaux pour l’astronomie solaire comme vous avez pu le voir dans une vidéo au module 1. Une autre technique pour observer notre étoile est de la regarder indirectement sur un écran sur lequel l’image pourrait être projetée.

Comment s’est forme le Soleil ?

Les humains n’étaient pas la pour le savoir, mais la science a une méthodologie spéciale qui permet d’aborder ces genres de question. Effectivement, la méthode scientifique fonctionne avec des hypothèses de travail qui deviendront des théories de plus en plus acceptée au fur et a mesures que des évidences s’accumulent a partir des prédictions scientifiques.

photosphere

Une des théories les plus considérées est celle de la nébuleuse solaire, initialement énoncée par Emmanuel Kant (1724-1804). Selon cette théorie, le Soleil, aussi bien que ses planètes, serait né d’un nuage interstellaire de gaz et de poussières qui se seraient effondré sous l’effet de la gravité, il y a environ 4.6 milliards d’années.  La condensation de ce nuage a fini par donner l’étoile au centre avec une masse de 2 x 10³⁰ kg. Le reste (0.1% de la masse totale) s’est reparti entre les planètes (Jupiter prenant la plus grande partie), les planètes naines, les astéroïdes et comètes mais aussi de la poussière.

Couronne solaire

Il est intéressant de noter que ce nuage de gaz et de poussière duquel le système solaire est né, provient tres probablement d’une étoile antérieure qui termina son parcourt en fournissant ses restes enrichis au milieu interstellaire. Certains éléments chimiques ont donc été fabriqués dans la fournaise de cette étoile antérieure et ensuite mis à la disposition de notre système solaire lors de sa condensation. Ceci explique la présence de certains éléments chimiques sur les planètes comme par exemple le fer, nickel, aluminium, or, uranium, etc. Au fur et à mesure des générations d’étoiles, les gaz et poussières résultant de leur trépas (supernovae, nébuleuses planétaires) deviennent de plus en plus enrichis.

Les astronomes ont pu mettre en évidence, à travers des observations de différentes parties de la Galaxie, des systèmes solaires en formation, des exoplanètes a différentes phases de leur naissance et aussi différentes générations d’étoiles ; tout ceci consolidant la théorie nébuleuse de la formation du Soleil, ce qui n’empêche pas des évaluations continuelles de cette théorie pour l’améliorer. Telle est la méthodologie scientifique qui ne promet pas la vérité mais des théories de plus en plus meilleures.

Comment st la structure du Soleil ?

De l’intérieur a l’extérieur, il se compose du noyau, de la zone radiative, de la zone de convection, de la photosphère, la chromosphère et la couronne.

Au plus profond du Soleil se trouve son cœur, très dense (100 fois la densité de l’eau), tres pressurée (200 milliards d’atmosphères) et tres chaude (15 millions de degré k), où se réalisent, grâce à ces conditions extrêmes, des réactions de fusion nucléaires. En effet, c’est au niveau du noyau, d’environ 0.2 fois le rayon de Soleil (R_☉), que de l’hydrogène est transformé en hélium donnant de l’énergie.

Cette énergie est transférée à la couche sus-jacente, la zone radiative (approximativement entre 0,2 et 0,7 rayon solaire), où des photons sont absorbés, réémis et finalement transférés à la zone convective où des courants de gaz leur permettent d’arriver, très lentement (20 millions d’années), a la photosphère.

Les photons perdent de l’énergie au cours de ce parcours ; de toute façon, à la photosphère (de 500 km d’épaisseur), la surface du Soleil, la température est de 5 800 k et l’énergie s’échappe vers l’espace. C’est au niveau de la photosphère qu’on trouve des granulations assez brillantes ; elles peuvent devenir des supergranules aussi larges que 30 000 km ; les spicules peuvent se prolonger jusqu'à 10 000 km, changeant dynamiquement dans quelques minutes

Heliopause

Au dessus de la photosphère se trouve une autre zone de 10 00 0 km d’épaisseur et qui commence à être beaucoup plus chaude (1 5000 k) que la zone sous-jacente : c’est la chromosphère apparaissant rouge à  cause de l’hydrogène. Elle pourrait être vue lors des éclipses solaires.

Et pour couronner le tout, il a y la couronne solaire faite de fins gaz à très haute température (jusqu'à 2 millions k) ; elle émet surtout dans la longueur d’onde des rayons X et est bien visible tout autour du Soleil lors des éclipses solaires totales. Cette croissance de la température de la surface a la couronne a beaucoup intrigué les astronomes qui bien sur ont échafaudé des théories pour expliquer ce phénomène. Récemment (Aout 2018) une sonde spatiale Américaine du nom de « Parker » a été lancée pour une mission de 7 ans autour du Soleil pour essayer, entre autres, d’élucider ce mystère et d’évaluer des théories. Il y eut d’autres missions antérieures tel SOHO (Solar and Heliosphere Observatory).

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