Avez-vous déjà réfléchi à quel corps céleste parcoure le périple autour du centre de notre galaxie en environ 200 millions d’années, se déplaçant à une vitesse impressionnante de 250 km/s ? C’est une étoile gigantesque, avec un diamètre de 1,4 million de km, nichée parmi les 200 milliards d’étoiles de notre galaxie…
Un aperçu de son identité
Il est essentiel de comprendre la nature de notre sujet avant de plonger plus profondément. Nous vous présentons donc une série de faits distinctifs concernant notre étoile.
Positionnée à 149 597 871 km de notre planète, cette distance Terre-Soleil est utilisée pour définir l’unité astronomique, une échelle de mesure des distances dans l’univers. Le Soleil est une sphère géante d’un diamètre de 1,4 million de kilomètres. Il se compose principalement d’hydrogène (94%) et d’hélium (6%). Le Soleil a vu le jour il y a 4,5 milliards d’années et selon les astronomes, il en est à peu près à mi-chemin de son existence.
La structure du Soleil
Grâce à l’analyse du rayonnement solaire depuis la Terre, les scientifiques ont élaboré un modèle de structure interne du Soleil. Le Soleil n’est pas une boule de feu, comme on le pense souvent. En réalité, rien à l’intérieur du Soleil ne se consume comme dans un incendie. Le Soleil est certes extrêmement chaud, mais cette chaleur provient des réactions de fusion nucléaire. À l’instar de la Terre, le Soleil est constitué de plusieurs couches, chacune avec ses propres caractéristiques.
Le noyau se trouve au centre ; c’est ici que se produisent les réactions thermonucléaires, avec des températures atteignant environ 15 millions de degrés et une pression environ 233 milliards de fois supérieure à celle sur Terre. À mesure que nous nous éloignons du noyau, la température baisse. Nous traversons alors une zone radioactive où la température n’est plus suffisamment élevée pour que les réactions de fusion se produisent.
Ensuite, enveloppant cette couche, une zone convective où des boucles de gaz chaud transfèrent l’énergie vers la surface, la photosphère. Cette couche externe du Soleil est ce que nous voyons depuis la Terre lorsque nous observons le Soleil avec du matériel approprié. C’est sur la photosphère que se forment les taches solaires.
La température de cette photosphère n’est plus que de 5 500 °C et les taches solaires, qui sont des zones plus froides et fortement magnétisées, peuvent descendre jusqu’à 3000 °C. Leurs tailles varient, certaines peuvent atteindre jusqu’à deux fois le diamètre de la Terre. Depuis la Terre, et surtout pendant les éclipses, on peut également observer la couronne du Soleil, une sorte d’atmosphère de gaz très chauds dont la formation n’est pas encore totalement comprise.
Une particularité du Soleil est sa rotation différentielle : il ne tourne pas uniformément sur lui-même. En effet, à l’équateur, le Soleil effectue une rotation en 24,6 jours, tandis qu’aux pôles, il lui faut 35 jours pour accomplir une rotation complète.
Rôle et fonctionnement
Le Soleil joue un rôle crucial dans l’origine de la vie sur Terre. Il contribue à l’équilibre précis qui permet la présence d’eau liquide sur notre planète, car il ne fait ni trop chaud, ni trop froid. De plus, c’est grâce à lui que nous avons la lumière du jour. En réalité, ces deux aspects sont liés aux radiations provenant de l’énergie libérée par les réactions de fusion thermonucléaire.
La fusion thermonucléaire consiste à réunir deux atomes « légers » pour en créer un plus « lourd ». Dans le cas du Soleil, il s’agit de la « transformation » d’atomes d’hydrogène en atome d’hélium. Cette fusion requiert des conditions particulières, car par nature, les atomes se repoussent.
Ce n’est qu’au centre du Soleil que les conditions de pression et de température nécessaires sont réunies pour permettre ce phénomène. Cette réaction génère une grande quantité d’énergie sous forme de rayonnement, ce qui se traduit de manière moins rigoureuse par de la chaleur et de la lumière.
Il est intéressant de noter qu’il faut entre un et deux millions d’années à la lumière produite au cœur du Soleil pour traverser les différentes couches du Soleil et s’en échapper. Ceci est dû à la densité de la structure de cet astre.
Une fois qu’ils atteignent la surface, les photons, qui sont les constituants de la lumière, mettent seulement 8 minutes pour parcourir les 150 millions de kilomètres qui séparent la Terre du Soleil.
Observations et dangers
Le Soleil est certes fascinant, mais il faut respecter de nombreuses recommandations pour l’observer. En effet, en raison de sa puissance, il peut brûler la rétine de l’œil sans que l’on en soit conscient. Il est donc crucial d’utiliser des filtres adaptés pour se protéger du rayonnement solaire, comme des lunettes de soudeur.
Cependant, pour éliminer tout danger, la meilleure solution est encore d’observer le Soleil par projection. Il suffit d’utiliser un instrument optique, de le pointer vers le Soleil (sans regarder à travers !) et de placer une surface lisse et blanche à la sortie (là où on placerait normalement l’œil). Une image du Soleil se forme alors, que l’on peut regarder en toute sécurité.
