Soleil

Définition

Le soleil est la grosse étoile au coeur du système solaire. L'astre de lumière, de type naine jaune, contient 99,8 % de la masse du système solaire qu'il forme et fait près de 110 fois le diamètre de la Terre qu'il éclaire. Environ un million de Terres pourraient tenir à l'intérieur du soleil.

Le soleil avec ses tempêtes solaires :

Le soleil, comme toutes les étoiles, est une boule lumineuse flamboyante de plasma alimenté par fusion. De sa surface émergent des lignes de champ magnétique qui peuvent provoquer des taches sombres appelées taches solaires. Quand l'activité de ces tourbillons magnétiques augmentent, plus de tempêtes solaires projettent plus de particules et des radiations (mortelles) dans tout le système solaire.

Explications

Comme toute étoile à son apogée, le soleil se compose principalement d'atomes d'hydrogène fusionnant deux par deux en hélium, libérant une immense énergie dans le processus. Mais c'est la minuscule concentration d'éléments plus lourds du soleil, que les astronomes appellent les métaux, qui contrôle son destin.

Plus une étoile est métallique, plus elle est opaque (puisque les métaux absorbent le rayonnement), et son opacité est à son tour liée à sa taille, sa température, sa luminosité, sa durée de vie et d'autres propriétés clés. La métallicité permet aussi de déterminer comment (et quand) l'étoile va mourir.

Le système solaire compte huit planètes qui sont, dans l'ordre d'éloignement du Soleil : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

Origine

Le soleil est né il y a environ 4,6 milliards d'années. De nombreux scientifiques pensent que le soleil et le reste du système solaire se sont formés à partir d'un nuage géant et rotatif de gaz et de poussière connu sous le nom de nébuleuse solaire. Lorsque la nébuleuse s'est effondrée à cause de sa gravité, elle a tourné plus vite et s'est aplatie en un disque. La plupart des matériaux ont été tirés vers le centre pour former le soleil.

Système solaire avec ses planètes :

Schéma montrant le soleil au centre du système solaire et les 8 planètes qui sont en orbite autour de l'astre solaire (schéma non à l'échelle).

Le soleil a suffisamment de combustible nucléaire pour rester à peu près tel qu'il est actuellement pendant encore 5 milliards d'années. Après cela, il gonflera pour devenir un géant rouge. Finalement, il perdra ses couches externes et le noyau restant s'effondrera pour devenir une naine blanche. Lentement, la naine blanche s'estompera et entrera dans sa phase finale en tant qu'objet théorique sombre et froid parfois connu sous le nom de naine noire.

Caractéristiques

La surface du soleil est chaude à environ 5 500 °C, tandis que les températures dans le noyau atteignent plus de 15 millions de degrés, entraînées par des réactions nucléaires. Il faudrait faire exploser 100 milliards de tonnes de dynamite chaque seconde pour égaler l'énergie produite par le soleil.

Le soleil est l'une des plus de 100 milliards d'étoiles de la Voie Lactée. Il orbite à environ 25 000 années-lumière du noyau galactique, effectuant une révolution une fois tous les 250 millions d'années environ.

Le soleil est à une distance de 149 millions de kilomètres de la Terre. La température du soleil varie selon un cycle de 11 ans, prenant généralement environ 5 ans et demi pour passer de la période plus calme du minimum solaire au maximum solaire plus turbulent. C'est le cycle solaire.

Le Soleil est relativement jeune, avec une naissance estimée à 4,603 milliards d'années terrestres. Sa durée de vie est estimée à quelque 10 milliards d'années. Il fait partie d'une génération d'étoiles qui sont relativement riches en éléments plus lourds que l'hélium.

Structure interne

Le soleil et l'atmosphère du soleil sont divisés en plusieurs zones et couches. L'intérieur solaire, de l'intérieur vers l'extérieur, est constitué du noyau, de la zone radiative et de la zone convective. L'atmosphère solaire au-dessus se compose de la photosphère, de la chromosphère, d'une région de transition et de la couronne. Au-delà, c'est le vent solaire, une sortie de gaz de la couronne.

Le noyau s'étend du centre du soleil jusqu'à environ un quart de sa surface. Bien qu'il ne représente qu'environ 2 % du volume du soleil, il représente près de 15 fois la densité du plomb et contient près de la moitié de la masse du soleil. Vient ensuite la zone radiative, qui s'étend du noyau jusqu'à 70 % du chemin jusqu'à la surface du soleil, constituant 32 % du volume du soleil et 48 % de sa masse.

La lumière du noyau est dispersée dans cette zone, de sorte qu'un seul photon peut souvent mettre un million d'années à traverser.

La zone de convection atteint la surface du soleil et représente 66 % du volume du soleil mais seulement un peu plus de 2 % de sa masse. Des "cellules de convection" de gaz tourbillonnant dominent cette zone. Il existe deux principaux types de cellules de convection solaire : les cellules de granulation d'environ 1 000 kilomètres de large et les cellules de supergranulation d'environ 30 000 km de diamètre.

Photosphère solaire

La photosphère est la couche la plus basse de l'atmosphère du soleil et émet la lumière que nous voyons. Elle mesure environ 500 km d'épaisseur, bien que la majeure partie de la lumière provienne de son tiers le plus bas. Les températures dans la photosphère vont de 6 125 °C en bas à 4 125 °C en haut. Vient ensuite la chromosphère, qui est plus chaude, jusqu'à 19 725 °C, et est apparemment entièrement composée de structures épineuses appelées spicules, généralement d'environ 1 000 km de diamètre et jusqu'à 10 000 km de haut.

La photosphère du soleil :

La photosphère du soleil est la couche la plus interne du soleil qu'il est possible d'observer directement.

Après cela se trouve la région de transition de quelques centaines à quelques milliers de kilomètres d'épaisseur, qui est chauffée par la couronne au-dessus d'elle et émet la majeure partie de sa lumière sous forme de rayons ultraviolets. Au sommet se trouve la couronne super chaude, constituée de structures telles que des boucles et des courants de gaz ionisé.

La couronne solaire varie généralement de 500 000 °C à 6 000 000 °C et peut même atteindre des dizaines de millions de degrés lorsqu'une éruption solaire intervient. La matière de la couronne est emportée par le vent solaire.

Champ magnétique solaire

Le champ magnétique du soleil n'est généralement qu'environ deux fois plus fort que le champ magnétique de la Terre. Cependant, il devient très concentré dans de petites zones, atteignant jusqu'à 3 000 fois plus fort que d'habitude. Ces déformations et torsions du champ magnétique se développent parce que le soleil tourne plus rapidement à l'équateur qu'à des latitudes plus élevées et parce que les parties internes du soleil tournent plus vite que la surface.

Ces distorsions créent des caractéristiques allant des taches solaires aux éruptions spectaculaires appelées éruptions et les éjections de masse coronale. Les éruptions sont les éruptions les plus violentes du système solaire, tandis que les éjections de masse coronale(s'ouvre dans un nouvel onglet)sont moins violents mais impliquent des quantités extraordinaires de matière - une seule éjection peut projeter environ 18–20 milliards de tonnes de matière dans l'espace.

Composition chimique

Comme la plupart des autres étoiles, le Soleil est composé principalement d'hydrogène, suivi d'hélium. Presque toute la matière restante est constituée de sept autres éléments : l'oxygène, le carbone, le Néon, l'azote, le magnésium, le fer et le silicium.

Pour 1 million d'atomes d'hydrogène dans le soleil, il y a 98 000 d'hélium, 850 d'oxygène, 360 de carbone, 120 de néon, 110 d'azote, 40 de magnésium, 35 de fer et 35 de silicium. Pourtant, l'hydrogène est le plus léger de tous les éléments, il ne représente donc qu'environ 72 % de la masse du soleil, tandis que l'hélium en représente environ 26 %.

Taches solaires

Les taches solaires sont des caractéristiques relativement froides et sombres à la surface du soleil qui sont souvent à peu près circulaires. Elles émergent là où des faisceaux denses de lignes de champ magnétique provenant de l'intérieur du soleil traversent la surface.

Le nombre de taches solaires varie en fonction de l'activité magnétique solaire - le changement de ce nombre, d'un minimum de zéro à un maximum d'environ 250 taches solaires ou groupes de taches solaires, puis de nouveau à un minimum, est connu sous le nom de cycle solaire, et dure en moyenne environ 11 ans. À la fin d'un cycle, le champ magnétique inverse rapidement sa polarité.

Les taches solaires éclatent parfois en puissantes tempêtes solaires qui projettent des flux de particules chargées dans l'espace, parfois en direction de la Terre. Certaines puissantes tempêtes solaires peuvent bombarder le champ magnétique terrestre et perturber les réseaux électriques ou assommer les satellites en orbite autour de la planète.

Lorsque le soleil atteint la fin d'un cycle, de nouvelles taches solaires apparaissent près de l'équateur et un nouveau cycle commence avec la production de taches solaires à des latitudes plus élevées à la surface du soleil.

En rapport avec "soleil"

• ensoleillement

  

  L'ensoleillement (irradiance solaire) est la durée de la lumière du soleil dans une journée.

• étoile

  

  Une étoile est tout corps céleste massif de gaz lumineux qui brille par un rayonnement dérivé de ses sources d'énergie internes.

• insolation

  

  Une insolation correspond à la mesure physique de la quantité de rayonnement solaire direct incident par unité d'aire horizontale.

• marée solaire

  

  La marée solaire est la partie de la marée correspondant à la force génératrice de la marée due au soleil, par opposition à marée lunaire.