Le Soleil

Diamètre équatorial : Température moyenne à la surface : Période de rotation à l’équateur : Période de rotation aux pôles : Distance de la Terre : Masse (Terre = 1) :

1 392 000 Km 5 500 °C 25 jours terrestres 35 jours terrestres 149 680 000 Km 330 000

Le Soleil est l’étoile la plus proche de la Terre et la seule qui puisse être observée en détail. C’est une boule de feu constituée principalement d’Hydrogène qui se transforme en hélium à très haute température, produisant l’énergie que nous recevons sur Terre sous forme de chaleur et de lumière. La Terre est minuscule par rapport au  Soleil. On pourrait l’aligner 100 fois sur

le diamètre solaire et il en faudrait 1.3 millions pour remplir le volume du Soleil.

Surface du Soleil :

L'intérieur du Soleil est composé de différentes couches. Au centre se trouve le noyau où se produisent les réactions de fusion nucléaire qui produisent une grande quantité d'énergie. La température qui y règne est d'environ 14 millions de degrés Celsius et la densité de 100 g/cm³. Ces paramètres permettent la fusion de l'hydrogène et de l'hélium. L'énergie produite par le noyau met beaucoup de temps à atteindre la surface du Soleil, des dizaines de millers d'années. L'énergie est absorbée plusieurs fois pour être réémise à des longueurs d'ondes importantes par la matière qu'elle rencontre en chemin. La lumière que nous recevons actuellement sur Terre provient de l'énergie apparue de l'intérieur du Soleil au cours de la préhistoire. La couche solaire où se produisent ces phénomènes est dite radioactive car le transfert d'énergie à travers la matière se fait par radiation.

L'équilibre du Soleil vient de l'égalité entre les forces gravitationnelles qui le ferait s'écrouler sous sa masse, et la chaleur produite dans le noyau qui le tire vers l'extérieur.

Le noyau a un rayon d'environ 140 000 Km et la zone de radiation fait presque les deux tiers du rayon total du Soleil. La matière au dessus de la zone de radiation est mélangée en permanence par des mouvements de convection : le gaz le plus profond est amené vers la surface où il se refroidit pour ensuite être renvoyé vers l'intérieur. Les irrégularités visibles à la surface du Soleil sont le sommet des cellules de convection. Ces grains ont une durée de vie d'environ 15 minutes, mesurent environ 1000 Km et se déplacent par convection à la vitesse d'environ 1 Km/s.

La partie externe que nous voyons depuis la Terre est la photosphère. Cette couche est extrêmement mince (400 Km environ). Sa couleur Jaune est due à la température de la surface d’environ 5 500 °C.

Au dessus se trouve la chronosphère. Elle mesure environ 10 000 Km d'épaisseur. Elle est contiguë à la très lumineuse photosphère, c'est pourquoi il n'est pas facile de la voir. C'est dans la partie inférieure de cette couche que l'on peut voir les flares et les protubérences.

La couronne est la partie la plus externe et la plus mince de l'atmosphère solaire. Elle n'est pas observable car sa luminosité est très faible par rapport à celle de la photosphère. Sa température est très élevée car elle est réchauffée par les champs magnétiques : 1 à 2 millions de degrés kelvin à la surface du Soleil à quelques centaines de milliers de degrés kelvin sur la partie la plus éloignée. A cette température la matière est sous forme de plasma ionisé composé de protons et d'électrons, de quelques noyaux d'hélium et des traces d'ions plus lourds.

Malgré sa rotation rapide, le Soleil ne gonfle pas à l’équateur et garde une forme parfaitement sphérique.

Taches Solaires :

Elles ont été observées pour la première fois par Galilée. Les taches sombres qui apparaissent à la surface du Soleil sont des régions plutôt froides de la photosphère, elles sont grandes, plus de 50 000 Km de largeur, et se développent généralement par paires ou en groupes autour de l’équateur. Au cours de la rotation du Soleil, ces taches semblent se déplacer à sa surface, passant d’un bord à l’autre en deux semaines. Les taches solaires ont une température de 1 500 °C inférieure à celle de la surface.
L’activité des taches solaires évolue selon un cycle de 11 ans, allant de 6 taches par mois jusqu’à 120.

Protubérances solaires : Ce sont d’immenses boucles de gaz incandescent qui s’élèvent de la surface du Soleil qui peuvent atteindre des dizaines de milliers de kilomètres à des vitesses de 300 Km/s, des températures d'environ 10 000 °C et durer plusieurs mois. Elles sont fréquentes lors des maximums de taches solaires et sont associées aux éruptions.

Lumière solaire et atmosphère terrestre :

La lumière du Soleil peut être décomposée en différentes longueurs d’onde en traversant l’atmosphère de la Terre. Au coucher du Soleil, les longueurs d’onde du bleu son diffusées et le rouge prédomine.

Le vent solaire :

Le vent solaire est un courant de particules chargées qui séchappent continuellement de la surface du Soleil qui peuvent atteindre et dépasser les confins du système solaire. Il est constitué à 95 % de protons et d'électrons, en nombre égal, et à 5 % de particules alpha (noyau d'hélium), ainsi que quelques traces d'éléments plus lourds. Quand le vent solaire atteind la Terre, sa vitesse varie entre 200 et 900 km/s. Les particules chargées sont attirées vers les régions polaires, le long des lignes de force du champ magnétique terrestre. Elles excitent les gaz athmosphériques qui deviennent luminescents, produisant les aurores polaires.

On en compte en moyenne une par mois dans l'un ou l'autre hémisphère. Elles sont observables dans les plus hautes latitudes boréales ou australes. Elles sont difficiles à prévoir mais sont plus nombreuses lors d'une intense activité solaire. Les couleurs dépendent de l'altitude de l'aurore et de la composition de l'athmosphère terrestre. Les couleurs vert et jaune sont dues à l'oxygène de l'atmophère. Elles apparaîssent entre 90 et 150 km. La couleur rouge est due l'oxygène à plus de 150 km et à l'hydrogène autour de 120 km.

Eclipses de Soleil :

La taille de la Lune et du Soleil est très différente mais vus de la Terre, ces deux corps ont une dimention apparente voisine. La Lune est 400 fois plus petite que le Soleil, mais elle est également située 400 fois plus près de la Terre. Lorsque la Terre, la Lune et le Soleil sont alignés, la Lune couvre presque entièrement le disque du Soleil, faisant apparaître le halo de gaz externe, la couronne.

Les éclipses de Soleil ne se produisent qu'à la nouvelle Lune, mais pas à chaque nouvelle Lune. C'est un phénomène râre que l'on peut observer qu'une ou deux fois par an et n'est visible que d'une partie de la Terre. Quand la Lune se situe juste entre le Soleil et la Terre, elle projette une ombre sur cette dernière. La partie interne, l'ombre, peut atteindre 160 km de largeur. L'éclipse est totale uniquement pour les observateurs situés dans partie interne de l'ombre lunaire, les autres ne voient qu'une éclipse partielle.

Les grains de Baily : Cet effet se produit pendant quelques secondes, au début et à la fin de la totalité. Ce phénomène est dû à la topographie de la surface lunaire : les grains de lumière apparaissent là où de petites fraction de Soleil sont visibles entre les montagnes du bord lunaire. On connaît très bien les irrégularités de la surface lunaire, les astronomes peuvent calculer à l'avance l'apparition des grains sur le cercle lunaire. Ce phénomène a été parfaitement décrit par François Baily en 1836.

Eclipse annulaire : Une éclipse annulaire se produit lorsque la Lune est au plus loin de la Terre et qu'elle ne recouvre pas entièrement le disque solaire. Il reste alors un anneau de lumière autour de la Lune, très décevant pour les observateurs car il ne permet pas de voir la couronne.