Le Soleil, une petite étoile, la plus proche, notre étoile, qui nous éclaire et nous chauffe. Le réchauffement climatique actuel est surtout dû aux hommes, viennent de dire les savants du GIEC. Il nous chauffe tout de même et depuis longtemps ! Heureusement, sans lui, nous ne serions pas là ! Mais attention : « Il brille parce qu'il brûle. Et s'il brûle, il est périssable ! » P our le connaître, on l'observe avec nos télescopes, protégés par des filtres ( => Ne jamais regarder le Soleil à l'œil nu ; sauf pendant les quelques minutes non éblouissantes à son lever ou à son coucher) ; on analyse sa lumière, ses vibrations qui nous renseignent sur sa structure (l'héliosismologie), ses neutrinos qui nous arrivent en temps réel des réactions nucléaires au centre, son vent de particules qui parfois parasite notre électronique ; on enregistre son activité avec des sondes ; et en comparant les résultats à ceux obtenus pour d'autres étoiles, on se fait une idée de son évolution, de même qu'on en apprend sur les autres étoiles en étudiant le Soleil !… Il est gros ! Son volume fait 1 300 000 Terres ! Sa masse, 333 000 Terres. |
Il est gazeux : quoique sa densité soit celle de l'eau (1 cm3 de Soleil pèse aussi 1 g.) sa chaleur a dissocié les atomes. Cette énorme masse de gaz chaud, est composée de 73% d'Hydrogène (H :1 proton) qui est le gaz principal de l'Univers. Son énergie vient de la transformation de ce gaz en Hélium (He, 25%). « 4 noyaux d'H vont donner 1 noyau d'He. Une différence de masse atomique se constate alors : elle a donné lieu à une libération d'énergie de 25 millions d'électrons-volts ». Le Soleil transforme une masse de 4 millions de tonnes en énergie par seconde, mais en 4.5 milliards d'ans, il n'a perdu que 3/1000 è de sa masse globale ! La part d'éléments lourds n'est que de 2% en masse, mais « cela a suffi à l'émergence et à la perpétuation de la vie et de la conscience » dit Michel Cassé. Selon certains le Soleil était plus gros à sa naissance de 7% (voir Ciel et espace de Mars, p32). Il est rond ! A cause de la gravitation qui tend à concentrer la matière, il est sphérique, avec un léger renflement à l'équateur dû à la rotation (2 km/s). Sa surface visible, s'appelle la photosphère . C'est sur elle que l'on distingue des granulations et des taches qui nous montrent que le Soleil tourne et aussi qu'il a un cycle d'activités dont le maximum est tous les 11 ans (avec renversement des pôles magnétiques !) Son atmosphère est composée de la chromosphère où l'on peut détecter des éruptions qui envoient des nuages de plasma (gaz ionisé) à 1500 km/s. Ces éruptions sont accompagnées parfois de protubérances spectaculaires (d'immenses flammes de centaines de milliers de km) qu'on voit bien lors des éclipses totales de Soleil, grâce au coronographe. La couronne à l'extérieur de cette atmosphère est chauffée par de puissants champs magnétiques jusqu'à 1 à 5 millions de degrés ! De cette couronne surtout nous viennent à 300 000 km/s les rayonnements Radio, UV et X, et le vent solaire de grande énergie qui à 900 km/s envahit le Système solaire. Les autres influences possibles du Soleil (sur le temps, les récoltes, les maladies) ne sont pas encore établies de façon rigoureuse… Son âge ! Cela fait 4.5 milliards d'ans que le Soleil transforme son hydrogène en hélium. Quand le combustible nucléaire s'épuisera, dans 5 milliards d'ans, il brillera encore environ 20 millions d'ans. Notre Soleil deviendra d'abord une géante rouge (400 fois plus grosse) qui englobera notre Terre, (où la vie disparaitra à cause de la température, 100 millions de °C au centre !), puis deviendra une naine blanche (ses couches externes auront été éjectées pour former une nébuleuse planétaire) de la taille de notre Terre, avec une densité d'1 million g/cm3 (nous en reparlerons), puis 1 milliard ou plus d'ans plus tard une naine noire invisible, comme des milliards d'astres dans l'Univers. (On dit qu'une naine blanche qui serait heurtée par un autre astre pourrait à nouveau redevenir une grosse étoile !) L'énergie lumineuse (600 000 fois celle de la Pleine Lune) qui arrive sur Terre en 8 minutes, vient de sa chaleur. Ces ondes électromagnétiques sont émises par le Soleil dans la partie jaune du spectre visible (0.5 micromètre). Notre vision s'est adaptée à sa lumière et nous pouvons voir les couleurs grâce aux cônes qui nous font distinguer le rouge, le vert et le bleu. A propos de son histoire, on peut dire : Notre Univers qui aurait 13.7 milliards d'ans, est composé de milliards de galaxies. Notre Galaxie, dont la masse totale serait de 100 à 1000 milliards de masses solaires, comprend des étoiles isolées ou en amas, et d'immenses nuages de gaz (99%) et de poussières (1%) dans lesquels les étoiles sont formées. |

Cet Univers existe déjà depuis peut-être 10 milliards d'années quand un de ces nuages, traversant un des bras spiraux de notre Galaxie, se trouve perturbé, comprimé, fragmenté en nombreux globules. Et un globule de matière interstellaire, isolé de son milieu ambiant et en excès de densité, va s'effondrer sur lui-même à cause des forces de gravitation. Ces excès de densité peuvent être provoqués aussi par une explosion de super nova (son onde de choc à la vitesse du son va comprimer le nuage interstellaire) ou par une collision de galaxies (Leurs nuages vont se pénétrer et provoquer ces excès de densité) Ces globules, provoqués ici par le passage dans le bras spiral, donnent chacun naissance à 1 étoile. Dans cet amas de globules, l'un d'eux est notre nébuleuse solaire, qui va peu à peu se séparer des autres. En s'effondrant , dans un espace de l'ordre du 1/3 d'une année de lumière, sa température centrale est montée à 10 millions de degrés au moins. Le noyau créé est trop chaud pour faire tout de suite une étoile (La matière s'évaporerait) ; il tourne trop vite (1 tour en 30 minutes, alors qu'aujourd'hui le Soleil tourne en 25 jours !) ; et son champ magnétique est trop grand (il pourrait s'opposer à la contraction en canalisant les particules électrisées). Par réaction, le Soleil en formation expulse par ses pôles le trop plein d'énergie, de champ magnétique sous forme de jets de matière. Un disque d'accrétion se forme. Un cocon de poussière (de quelques microns à quelques millimètres) va protéger les molécules du rayonnement des étoiles voisines. En 20 millions d'années , un équilibre va s'installer. L'effondrement s'arrête dès que pression, température et densité sont si élevées au centre que les protons fusionnent pour former des noyaux d'hélium. 90% des étoiles dans l'Univers sont en train de brûler leur H. pour le transmuter en He. Et si le Soleil a « une si longue existence, c'est que la transformation d'un proton en neutron relève de l'interaction faible et donc lente » ! Les réactions thermonucléaires démarrent donc. Elles ne peuvent le faire que si la masse est comprise entre 0.2 et 10 masses solaires. La pression du gaz s'oppose à la gravité , sinon le Soleil s'effondrerait sur lui-même en quelques minutes. La température de son centre est de 15 millions de degrés et sa densité est de 150 g/cm3 (le Pb : 11). Cette chaleur va vers sa surface moins chaude, 5500°C, et s'échappe en rayonnement thermique et lumineux. Cette perte d'énergie est compensée par la gravité qui fait que l'étoile se concentre, augmente sa pression et sa température au centre. Au-delà d'une température et d'une densité critiques, les réactions de fusion de l'Hydrogène en Hélium redémarrent. L'énergie est produite pour compenser justement l'énergie rayonnée. La contraction s'arrête. L'étoile est à nouveau en équilibre stable. Un des plus beaux équilibres de la nature. Mais la gravitation un jour l'emportera sur le feu nucléaire, et ce sera l'explosion avant de devenir cette étoile rouge qui a tout d'une grande ! Sondes : Cette vie du Soleil est observée pour mieux anticiper ses sautes d'humeurs ! Dès 1959 on envoya les Pioneer, Hélios, SolarMax, Yohkoh et surtout en 1995 SOHO. Localisée au Point de Lagrange, entre la Terre et le Soleil, Soho envoie en permanence des images du Soleil. Ulysses depuis 1990 étudie les pôles solaires. Les Stereo sont venus compléter en ce moment la surveillance. A vous qui lisez ces quelques lignes : Spinoza disait « Notre bonheur ou notre malheur dépend d'une seule chose, à savoir la qualité de l'objet auquel nous nous lions d'amour ». Ne craignez pas de vous intéresser au ciel. Il peut beaucoup vous combler ! « Soleil à toi » me dit souvent une amie quand elle s'en va. Alors, « SOLEIL A VOUS ! »
Naine blanche puis…grosse étoile ?… Michel Cassé « Généalogie de la matière » Odile Jacob Vent solaire, animation: (6.4 Mb) NASA Observatoires solaires : le BBSO SOHO Archives de données solaires Les Eclipses Actualités du Soleil Drocourt-Nature claude, pour la Rédaction. |