Soleil

Physique du soleil

Origine

Les scientifiques pensent que le Soleil est parti d'un très grand nuage de poussière et de petits morceaux de glace il y a environ 4,567 milliards d'années.

Au centre de cet énorme nuage, la gravité a fait que la matière s'est accumulée en une boule. Une fois que celle-ci a atteint une taille suffisante, l'énorme pression à l'intérieur a déclenché une réaction de fusion. L'énergie ainsi libérée a fait chauffer et briller cette boule.

L'énergie rayonnée par le Soleil a repoussé le reste du nuage de lui-même, et les planètes se sont formées à partir du reste de ce nuage.

Comment cela fonctionne-t-il ?

• En son centre même, les atomes d'hydrogène entrent en collision à haute température et à haute pression, de sorte qu'ils fusionnent pour former des atomes d'hélium. Ce processus est appelé fusion nucléaire.

Le soleil peut également être utilisé comme source d'énergie solaire.

Orbite

Le soleil et tout ce qui tourne autour de lui se trouve dans la Voie lactée. Lorsque le soleil tourne en orbite, il prend tout ce qui se trouve dans le système solaire. Le soleil se déplace à 820 000 km par heure. À cette vitesse, il faut encore 230 millions d'années pour une orbite complète.

Caractéristiques visibles

Comme le Soleil n'est qu'un gaz, les éléments de surface vont et viennent. Si l'on observe le Soleil à l'aide d'un télescope solaire spécial, on peut voir des zones sombres appelées taches solaires. Ces zones sont causées par le champ magnétique du Soleil. Les taches solaires ne paraissent sombres que parce que le reste du Soleil est très lumineux.

Certains télescopes spatiaux, y compris ceux qui orbitent autour du Soleil, ont vu d'énormes arches de la matière solaire s'étendre soudainement à partir du Soleil. On les appelle des protubérances solaires. Les protubérances solaires ont des formes et des tailles très différentes. Certaines sont si grandes que la Terre pourrait y entrer, et d'autres ont la forme de mains. Les éruptions solaires vont et viennent également.

Les taches solaires, les protubérances et les éruptions deviennent rares, puis nombreuses, puis rares à nouveau, tous les 11 ans.

Photosphère

C'est la surface du Soleil. La lumière que la Terre reçoit du Soleil est rayonnée à partir de cette couche. Sous cette couche, le Soleil est opaque, ou non transparent à la lumière.

Atmosphère

Cinq couches composent l'atmosphère du Soleil. La chromosphère, la région de transition et la couronne sont beaucoup plus chaudes que la surface extérieure de la photosphère du Soleil. On pense que les ondes d'Alfvén peuvent les traverser pour chauffer la couronne.

La zone de température minimale, la couche la plus froide du Soleil, se trouve à environ 500 kilomètres au-dessus de la photosphère. Elle a une température d'environ 4 100 K (3 830 °C). Cette partie du Soleil est suffisamment froide pour permettre la formation de molécules simples telles que le monoxyde de carbone et l'eau. Ces molécules peuvent être observées sur le Soleil à l'aide d'instruments spéciaux appelés spectroscopes.

La chromosphère est la première couche du Soleil que l'on peut voir, en particulier pendant une éclipse solaire, lorsque la lune couvre la plus grande partie du Soleil et bloque la lumière la plus brillante.

La région de transition solaire est la partie de l'atmosphère du Soleil, entre la chromosphère et la partie extérieure appelée couronne. Elle peut être observée depuis l'espace à l'aide de télescopes qui peuvent détecter la lumière ultraviolette. La transition se fait entre deux couches très différentes. Dans la partie inférieure, elle touche la photosphère et la gravité en façonne les caractéristiques. Dans la partie supérieure, la couche de transition touche la couronne.

La couronne est l'atmosphère extérieure du Soleil et est beaucoup plus grande que le reste du Soleil. La couronne s'étend continuellement dans l'espace en formant le vent solaire, qui remplit tout le système solaire. La température moyenne de la couronne et du vent solaire est d'environ 1.000.000-2.000.000 K (1.800.000-3.600.000 °F). Dans les régions les plus chaudes, elle est de 8.000.000-20.000.000 K (14.400.000-36.000.000 °F). Nous ne comprenons pas pourquoi la couronne est si chaude. On peut la voir pendant une éclipse solaire ou avec un instrument appelé coronographe.

L'héliosphère est la fine atmosphère extérieure du Soleil, remplie du plasma du vent solaire. Elle s'étend au-delà de l'orbite de Pluton jusqu'à l'héliopause, où elle forme une limite où elle entre en collision avec le milieu interstellaire.

Éclipses

Une éclipse solaire apparaît lorsque la lune se trouve entre la Terre et le Soleil. La dernière éclipse partielle observée en Grande-Bretagne a eu lieu le 21 août 2017.

Une éclipse lunaire se produit lorsque la lune traverse l'ombre de la Terre, ce qui ne peut se produire que pendant la pleine lune. Le nombre d'éclipses lunaires au cours d'une même année peut varier de 0 à 3. Les éclipses partielles sont légèrement plus nombreuses que les éclipses totales, soit de 7 à 6.

Le destin du soleil

Les astrophysiciens disent que notre Soleil est une étoile de type G à séquence principale au milieu de sa vie. Dans un milliard d'années environ, l'augmentation de l'énergie solaire fera bouillir l'atmosphère et les océans de la Terre. Dans quelques milliards d'années supplémentaires, ils pensent que le Soleil va grossir et devenir une étoile géante rouge. Le Soleil serait jusqu'à 250 fois plus grand que sa taille actuelle, il atteindrait 1,4 UA (210 000 000 kilomètres) et engloutirait la Terre.

Le sort de la Terre reste un peu mystérieux. À long terme, l'avenir de la Terre dépend du Soleil, et le Soleil va être assez stable pour les 5 milliards d'années à venir. Les calculs suggèrent que la Terre pourrait se déplacer vers une orbite plus large. En effet, environ 30 % de la masse du Soleil sera emportée par le vent solaire. Cependant, à très long terme, la Terre sera probablement détruite par l'augmentation de la taille du Soleil. Les étoiles comme le Soleil deviennent des géants rouges à un stade ultérieur. Le Soleil s'étendra au-delà des orbites de Mercure, de Vénus et probablement de la Terre. Dans tous les cas, l'océan et l'air auraient disparu avant que le Soleil n'atteigne ce stade.

Lorsque le Soleil atteint un point où il ne peut plus grossir, il perd ses couches et forme une nébuleuse planétaire. Finalement, le Soleil se réduira en une naine blanche. Puis, sur plusieurs centaines de milliards ou même un trillion d'années, le Soleil se transformera en une naine noire.