Savez-vous quel est l’astre qui tourne autour du centre de notre galaxie en 200 millions d’années, à la vitesse de 250 km/s ? Une étoile de 1,4 millions de km de diamètre, située quelque part au sein des 200 milliards d’étoiles de notre galaxie…

Petite fiche d’identité :

Avant d’aller plus loin, il faut savoir à qui nous avons à faire. Voici donc en quelques chiffres caractéristiques, l’identité de notre étoile.

Situé à 149 597 871 km de la Terre, c’est cette distance Terre-Soleil qui définit l’unité astronomique. C’est une unité de mesure des distances dans l’univers. Le Soleil est une sphère de 1,4 millions de kilomètres de diamètre. Il est principalement constitué d’hydrogène (94%) et d’hélium (6%). Le Soleil s’est formé il y a 4,5 milliards d’années et les astronomes considèrent qu’il est aujourd’hui à peu près à la moitié de sa vie.

La structure du Soleil :

Grâce à l’étude depuis la Terre du rayonnement solaire, les chercheurs ont pu établir un modèle de structure interne du Soleil. Contrairement à ce qui est souvent dit, le Soleil n’est pas une boule de feu. En effet, rien à l’intérieur du Soleil ne brûle, au sens, ne se consume. Le Soleil est certes un astre particulièrement chaud, mais cette chaleur est le produit de réactions de fusions nucléaires. Tout comme la Terre, le Soleil est composé de différentes couches qui possèdent chacune leur spécificités.

Au centre se trouve le noyau ; c’est là que se déroulent les réactions thermonucléaires, la température avoisine alors les 15 millions de degrés et la pression est équivalente à 233 milliards de fois celle qui règne sur notre planète Terre. Au fur et mesure que nous nous éloignons du noyau, la température diminue. Nous traversons alors une zone radioactive où la température n’est plus suffisamment élevée pour que se produisent les réactions de fusion. Puis enveloppant cette nouvelle couche, une zone convective, où des mouvements en boucle de gaz chaud permettent de transporter l’énergie qui va alors atteindre la surface, la photosphère. Cette couche externe du Soleil est la partie que nous voyons depuis la Terre quand nous observons le Soleil avec du matériel adapté, et c’est sur la photosphère que se développent les tâches solaires. La température de cette photosphère n’est plus alors que de 5 500 °C et les tâches solaires sont des parties plus froides qui peuvent descendre jusqu’à 3000 °C et sont fortement magnétisées. Elles sont de tailles variables, pouvant atteindre jusqu’à deux fois le diamètre de la Terre. Depuis la Terre et principalement les jours d’éclipse, on observe aussi la couronne du Soleil, c’est une sorte d’atmosphère de gaz très chauds mais dont on n’explique pas encore tout à fait le principe de formation.

Une des caractéristiques du Soleil due à sa structure est que le Soleil n’a pas une rotation uniforme sur lui même. En effet, au niveau de l’équateur, le Soleil tourne sur lui même en 24,6 jours alors qu’au niveau des pôles il met 35 jours pour effectuer une rotation complète. Le Soleil possède donc une rotation différentielle.

Rôle et fonctionnement :

Le Soleil est un élément indispensable à l’origine de la vie sur Terre. Il fait partie de cet équilibre très précis qui permet la présence d’eau liquide sur notre planète, parce qu’il ne fait ni trop chaud, ni trop froid. D’autre part, c’est à lui aussi que l’on doit la lumière du jour. En fait, il s’agit dans ces deux cas de rayonnements, qui sont issus de l’énergie dégagée par les réactions de fusion thermonucléaire.

La fusion thermonucléaire est le regroupement de deux atomes « légers » pour en former un plus « lourd ». Il s’agit dans le cas du Soleil, de la « transformation » d’atomes d’hydrogène en atome d’hélium. Pour cela il faut être dans des conditions particulières pour que les atomes fusionnent car par nature ils se repoussent. Ce n’est qu’au centre du Soleil que les conditions nécessaires de pression et de température sont rassemblées pour que ce phénomène ait lieu. Or cette réaction produit lorsque les deux atomes fusionnent une grande quantité d’énergie sous forme de rayonnement, ce qui se traduit de façon moins rigoureuse par de la chaleur et de la lumière.

Il faut savoir qu’il faut quand même un à deux millions d’années à la lumière produite au coeur du Soleil pour traverser les différentes couches du Soleil et s’en échapper. Cela est due à la densité de la structure de cet astre. Mais une fois atteint la surface, les photons, qui sont les constituants de la lumière, ne mettent plus que 8 minutes pour parcourir les 150 millions de kilomètres qui séparent la Terre du Soleil.

Observations et dangers :

Le Soleil est certes un astre fascinant, mais de nombreuses recommandations sont à respecter si l’on veut l’observer. En effet, par sa puissance, il peut très facilement brûler la rétine de l’oeil, sans qu’on en soit conscient. Lorsque l’on regarde très rapidement en direction du Soleil, cela nous pique les yeux. Ce n’est pas la douleur de la brûlure, c’est en fait que la pupille cherche à se refermer plus qu’elle ne peut pour se protéger de cet éblouissement. Il est alors d’autant plus dangereux de regarder en direction du Soleil avec des lunettes de soleil, car alors par la présence d’un filtre, l’oeil ne se méfie plus, et la pupille se referme moins. Il est donc indispensable d’utiliser des filtres adéquats pour se protéger du rayonnement solaire, comme des lunettes de soudeur. Cependant pour exclure tout danger, le mieux est encore d’observer le Soleil par projection. C’est à dire en utilisant un instrument d’optique, en le dirigeant vers le Soleil (sans regarder au travers !) et en disposant à la sortie (là où d’ordinaire on place l’oeil) une surface lisse, blanche. Il se forme alors une image du Soleil que l’on peut regarder sans inquiétude.