Comment fonctionne le Soleil

Terre et Soleil : deux inséparables

Le soleil est l’étoile au centre de notre système solaire. Une étoile qui permet la vie sur Terre telle qu’on la connait. Pourtant, il en existe des milliards comme elle, plus petite, parfois 100 fois plus grosse. Nous verrons dans cet article comment fonctionne le Soleil, sa composition et sa structure.

Informations sur les caractéristiques du Soleil

Notre soleil est une étoile de type naine jaune, apparu il y a 4.5 milliards d’année, en même temps que la Terre. Sa durée de vie est estimée à encore 9.5 milliards d’années. Notre étoile est située à 150 millions de kilomètres de la Terre. Cette distance correspond à 3750 fois le tour du monde (40 000km). Le diamètre du Soleil est de 1.4 millions de kilomètres.

Composition du Soleil

Ici, nous expliquerons la composition du Soleil, sa structure et comment tout ça ensemble fonctionne.

Le Soleil est composé à 75% d’hydrogène et 25% d’hélium, pour une masse totale de 1,989 × 10^30 kg, soit 330 000 fois la masse de la Terre et de la Lune réunis. On parle d’ailleurs de la masse du Soleil et pas de poids du Soleil. Cela représente 99% de la masse de notre système solaire, et c’est pour cela que toutes les planètes du système solaire tourne autour de lui. Un champ gravitationnel du a son énorme masse fait tourner les planètes autour de lui. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le soleil tourne sur lui-même, et met 27 jours pour faire un tour complet.

Structure et fonctionnement du Soleil

Pour comprendre comment fonctionne le Soleil, il faut savoir comment il est structuré. Nous verrons ici sa structure point par point, en partant de la partie la plus centrale a la plus extérieur.

Structure interne du Soleil

1 – Noyau

C’est la partie la plus centrale, elle constitue 25% du volume du Soleil et pèse 10% de sa masse totale. Tous les éléments qui s’y trouvent, hélium et hydrogène essentiellement, sont sous une forme plasmique.

2 – Zone de radiation

Elle englobe le cœur du Soleil, et elle fait quasiment 500 000km. C’est une zone où l’énergie est diffusée par radiation, c’est-à-dire que des photons heurtent d’autres molécules présentent et transmettent leur énergie. Cela peut prendre des millions d’années pour que cette énergie traverse tout le Soleil et parvienne jusqu’à la Terre.

3 – La tachocline

C’est une zone de 3000 km environ entre la zone de radiation et de convection est le lieu principal où se forme les champs magnétiques du Soleil. Ces champs magnétiques s’inversent tous les 11 ans environ, et entraine une hausse des taches solaires à la surface du Soleil. C’est grâce à ce champ magnétique que le Soleil tourne sur lui-même.

4 – Zone de convection

Elle se situe entre la zone de radiation et la photosphère. La matière n’est plus assez dense et la température n’est plus assez élevée pour être transmise par radiation. De 2 000 000 K, elle passe a environ 6 000K. C’est par convection que l’énergie est transmise (mouvement des fluides) vers la photosphère.

5 – Photosphère

C’est une des couches extérieures, qui produit la lumière polychromatique que nous voyons. Avec une température de 6000 K, c’est grâce à la lumière qu’elle émet que nous pouvons déterminer la composition, la température et la masse du soleil.

6 – Chromosphère

Epaisse d’environ 2000km qui sépare la photosphère et la couronne. D’une température de 4000 K, elle contient divers éléments comme du carbone grâce a sa température plus basse

7 – Couronne

C’est la zone la plus externe du Soleil. Pouvant atteindre 1 000 000 K. Cette hausse des températures par rapport à la chromosphère arrive car l’hélium s’ionise, se charge en électrons.

8 – Taches solaires

Ce sont des zones sombres, plus froides, qui se trouvent sur la couche extérieure du soleil. C’est du à une forte activité magnétique qui ralentie la convection, et donc la transmission de chaleur.

9 – Granules

Ce sont des sortes de bulles solaires, d’environ 1000km de diamètre, qui recouvre toute la surface du Soleil. Ce sont des zones ou la chaleur, par convection, devient plus importante au centre, et légèrement plus froide sur les bords, d’où la différence de luminosité.

10 – Protubérances solaires

Plus connues sous le nom d’éruptions solaires. Ce sont de soudaines libérations d’énergies dans l’espace. Semblable à des éruptions volcaniques, elles libèrent une énorme quantité d’énergie, pouvant endommager les circuits électriques sur Terre.

Comment fonctionne le Soleil ?

L’énergie du Soleil lui permet de briller et émettre ses rayons dans l’espace, et vers la Terre, ce qui permet à la vie telle qu’on la connait, de pouvoir exister. Tout ça est possible grâce à une fusion nucléaire qui a lieu au niveau de son noyau. Il faut pour cela que les conditions de températures et de pression soient suffisantes.

Température du Soleil

La température au niveau du noyau est d’environ 15 millions de Kelvin, alors qu’en surface, il est beaucoup moins important, de l’ordre de 4 000 K). Le Kelvin, du nom de son inventeur anglais, est l’unité de mesure de la température thermodynamique utilisé par la communauté scientifique internationale. Pour faire simple 0°K est la température la plus froide possible dans tout l’Univers, le zéro absolu, température à laquelle les atomes sont à l’arrêt. Cette température du noyau est la condition de la fusion d’hydrogène en hélium, et qui fait fonctionner le Soleil. Cela va créer des photons qui vont s’échapper vers la couche externe du Soleil, puis dans l’espace.

Energie Solaire

Les photons représentent l’énergie solaire qui nous parvient sur Terre. Ils nous transmettent l’énergie sous forme de lumière et non de chaleur, car dans l’espace, la température est de -270°C, ou 3 K. C’est en percutant les différents éléments qui composent notre atmosphère, comme l’oxygène ou l’azote, que les photons se transforme en chaleur. Ils sont les éléments de bases nécessaires à la photosynthèse de la flore terrestre, au climat, et à la présence d’eau sous toutes ses formes. Les photons se déplacent à 300 000Km/s car ils ont une masse nulle. Ils mettent 8 min pour parcourir la distance Soleil/Terre.

La place du Soleil dans la culture

Le Soleil est vénéré dans beaucoup de culture comme un Dieu, que ce soit Hélios (Apollon chez les Grecs) ou K’inich Ajaw chez les Mayas. Il est toujours considéré comme un Dieu protecteur. Des sacrifices avaient souvent lieu pour lui rendre hommage, s’attirer ses faveurs, et pour certaines croyances, être sûr qu’il se lèverait le lendemain.

Evolution et fin de vie du Soleil

Aujourd’hui, grâce à la science, nous savons comment est né le Soleil et comment il fonctionne, nous savons également comment il va s’éteindre. Le Soleil va progressivement briller de plus en plus, et s’agrandissant dans le même temps. Notre étoile deviendra une Géante Rouge lorsque tout l’hydrogène présent dans son cœur aura été transformé en hélium. Ça taille sera si grande qu’elle engloutira Mercure et Vénus, et calcinera la Terre. Ensuite, cette géante rouge explosera en une nébuleuse planétaire, une sorte de nuage de gaz très chaud, qui servira à la création d’une nouvelle étoile. Les éléments restant se comprimeront et formeront une Naine Blanche, qui se refroidira pendant plusieurs millions d’années. Enfin, elle finira en Naine Noire, un reste d’étoile ne dégageant plus la moindre énergie.

3 Comments

Add a Comment

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *