Le soleil

Quelques informations sur le Soleil.

Sans le Soleil, nous n'aurions pas de système solaire. Il fournit non seulement l'énergie nécessaire à la vie, mais aussi la force gravitationnelle qui confine les planètes sur leur orbite. Cette étoile éclaire et chauffe la Terre depuis un peu moins de 5 milliards d’années. Au centre de notre étoile solaire règne une fournaise nucléaire.

600 millions de tonnes d’hydrogène y « brûlent » à chaque seconde. Mais, il reste heureusement au Soleil encore 5 milliards d’années à vivre.

Anatomie du Soleil :

Le Soleil gravite autour du centre de notre galaxie, à une distance de 8 500 parsecs, un parsec correspondant à 30,86 billions de kilomètres. Sa période orbitale est d'environ 240 millions d'années.

La période axiale moyenne du Soleil est de 27 jours. Cependant, la période de rotation varie en fonction de la latitude ; les régions équatoriales accomplissent une révolution en 25 jours, tandis que les régions polaires sont plus lentes et mettent 34 jours.

Le Soleil est le corps le plus massif du système solaire. Il est 330 000 fois plus massif que la Terre.

Il est également le corps le plus gros, avec un diamètre de 1 391 900 kilomètres, 109 fois supérieur à celui de la Terre.

Le Soleil est stratifié, et peut se diviser en trois régions : le noyau, la zone radiative et la zone convective. La "surface" du Soleil visible correspond à la photosphère, recouverte par la chromosphère et sa couronne périphérique.

Il est essentiellement composé d’hydrogène, le plus léger des gaz. Le reste se répartit entre 10% d’hélium et quelques traces d’éléments plus lourds.

  • Le noyau central est un réacteur à fusion nucléaire naturel, il occupe 40 % du diamètre du Soleil, et représente la source de l'énergie solaire. Dans le noyau, la température est d'environ 15 millions de degrés K, et la pression d'environ 2,5 x 1011 bars.

L'énergie solaire provient de la fusion thermonucléaire. Les atomes d'hydrogène sont convertis en hélium ; au cours du processus, il existe une différence de masse. Pour chaque atome d'hélium produit, quatre atomes d'hydrogène sont consommés. Cependant, la masse d'un atome d'hélium est inférieure à celle de quatre atomes d'hydrogène combinés. La masse manquante a été convertie en énergie, selon l'équation d'Einstein E=mc2, où m est la masse manquante, et c la vitesse de la lumière. Comme c est un nombre très élevé, seule une faible masse doit être convertie, afin d'obtenir une énergie résultante importante.

Le Soleil consomme plus de 700 millions de tonnes d'hydrogène par seconde, produisant 695 millions de tonnes d'hélium. Les 5 tonnes manquantes sont converties en énergie. Celle-ci, sous la forme de particules lumineuses, les photons, met environ 170 000 ans pour voyager à travers les différentes couches du Soleil et échapper à celui-ci. 8 minutes supplémentaires sont nécessaires aux photons pour traverser le système solaire et atteindre vos yeux.

  • La zone radiative entoure le noyau. Elle s'étend jusqu'à 70 % du rayon du Soleil, et le transport d'énergie, dans cette région, se fait par rayonnement. Les gaz de la zone radiative sont relativement calmes.
  • La zone convective entoure la zone radiative, et correspond au reste du rayon du Soleil. Le transport d'énergie se fait par convection. La matière contenue dans cette zone est opaque au rayonnement ; par conséquent, celui-ci réchauffe le bas de la zone convective. La matière réchauffée s'élève, perd son énergie dans l'espace, puis disparaît.

Données techniques :

  • Type: Etoile moyenne
  • Température: 5 500° C en surface
  • Rayon: 696 000 km
  • Age: 5 milliards d'années
  • Distance de la Terre: 158 millions de km

Ralentissement de l’activité solaire et impact sur le climat

Depuis 2 ans, les astronomes constatent un ralentissement important de l’activité solaire. Normalement, début 2008, le cycle 24 initiait une activité maximum.
Pendant le « maximum solaire », les taches solaires apparaissent sur la surface du Soleil. Or, les scientifiques constatent que l’activité solaire est au plus bas.
Cette anomalie dans les cycles pourrait bien avoir une influence non négligeable sur les changements climatiques de notre planète.

Les taches solaires

La surface du Soleil n’est pas uniforme. Elle présente parfois des taches sombres. Ces taches qui nous semblent minuscules pourraient contenir aisément la Terre.
Elles correspondent à des zones moins chaudes et sont donc moins lumineuses.

Le Soleil connaît des cycles réguliers tous les 11 ans en moyenne. Grâce aux observations remontant à Galilée, les astronomes ont reconstitué tous les cycles solaires depuis 1610.

Au moment du maximum d’activité solaire c’est-à-dire au maximum de taches, il y a des perturbations dans les télécommunications terrestres ou les satellites en orbite.

Le champ magnétique solaire est régit par ce cycle de 11 ans. A chaque nouveau cycle, les pôles magnétiques s’inversent.
On observe donc un pic d’activité magnétique suivi d’une période de calme puis le cycle repart.

Les spécialistes ne savent d’ailleurs pas pourquoi ces cycles existent.

Prévisions du redémarrage du Soleil

Le 10 mars 2006, la Nasa a officiellement annoncé le début du minimum d’activité solaire. Le Soleil était alors d’un calme plat sans la moindre petite tache solaire.
Les chercheurs annonçaient alors que le prochain cycle maximum serait particulièrement intense d’un niveau presque identique à celui de 1958, année d’un record historique.

 

Activité magnétique autour d'une tache solaire. credit: Hinode JAXA/NASA

Dans le même communiqué, le physicien David Hathaway nous prédit une activité maximum en 2010 ou 2011 tandis que Mausumi Dikpati (NCAR) penche plutôt pour l’année 2012.

Le 17 juin 2009, un rapport de la Nasa titre « Mystère des taches solaires absentes résolu ? ». En réalité, on ne peut pas vraiment dire que ce communiqué donne une réponse. Il s’agit plutôt d’une constatation.
La Nasa se penche toujours sur le problème.

Le NOAA prévoyait un redémarrage en janvier 2010 mais pour le moment, le Soleil est toujours aussi calme.

En septembre 2009, deux astronomes américains, Matthew Penn et William Livingstone, ont diffusé un rapport.
Ils sont beaucoup plus pessimistes et pensent que les taches solaires pourraient avoir complètement disparu en 2015.

 

Explosion à la surface du Soleil. credit: NASA

L’anomalie constatée reste pour le moment inexplicable. Et personne ne peut vraiment prédire le redémarrage de l’activité magnétique solaire.

Activité solaire et climat

Cette baisse subite d’activité du Soleil s’est déjà produite dans le passé à plusieurs reprises.

L’activité magnétique solaire a pratiquement cessé entre 1645 et 1715. Cet épisode est appelé « minimum de Maunder ».

 

Crédit SIDC/Nasa

Un autre cycle semblable, le « minimum de Dalton », s’est déroulé entre 1790 et 1830 environ.

On peut également citer le « minimum de Spörer » qui s’est étalé entre 1420 et 1570 environ.

En 2001, la Nasa a mis en place un nouveau modèle du climat qui renforce la théorie d’une corrélation entre l’activité solaire et les changements climatiques.
On sait effectivement qu’une nette dégradation climatique s’est étalée entre 1550 et 1850. Le Petit âge glaciaire a connu plusieurs pics, notamment entre 1691 et 1709.

Ce que l’on a baptisé « Petit âge glaciaire » a eu des répercutions dans toute l’Europe et en Amérique du Nord.

D’après la simulation créée par la Nasa, peu ou pas du tout de taches solaires sont apparues durant la partie la plus froide du Petit âge glaciaire, soit entre 1645 et 1715.

 

Crédit SIDC/Nasa

On  sait également qu’une très nette dégradation climatique s’est opérée à partir de 1782 et cela pendant une bonne dizaine d’années.
Concernant la France, de nombreux historiens considèrent que cet épisode de refroidissement a joué un rôle important dans le déclenchement de la Révolution française.

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