Le Soleil est une étoile jaune âgée d’environ 4,5 milliards d’années, composée d’une sphère chaude et lumineuse principalement constituée d’hydrogène et d’hélium. Situé au centre de notre système solaire, son attraction gravitationnelle est responsable de la structure de ce système, faisant en sorte que tout, des plus grandes planètes aux plus petites particules de débris spatiaux, gravite autour de lui. Le Soleil est à environ 150 millions de kilomètres de la Terre et est la seule étoile de notre système solaire. Il est crucial pour la vie sur notre planète, car son énergie est essentielle à l’existence de la vie telle que nous la connaissons. Bien qu’il soit l’objet le plus grand de notre système solaire, le Soleil est considéré comme une étoile de taille moyenne par rapport à d’autres étoiles dans notre galaxie, la Voie lactée, et au-delà, où certaines étoiles sont jusqu’à 100 fois plus grandes.
En tant que corps ardent, les régions les plus chaudes du Soleil se trouvent dans son noyau, où les températures atteignent jusqu’à 15 millions de degrés Celsius. La couche extérieure, appelée photosphère, est relativement plus fraîche avec des températures d’environ 5500 degrés Celsius. L’un des plus grands mystères du Soleil est que son atmosphère externe, la couronne, devient plus chaude à mesure qu’elle s’éloigne de la photosphère, atteignant des températures allant jusqu’à 2 millions de degrés Celsius.
Le Soleil représente plus de 99 % de la masse totale de notre système solaire. Son immense impact sur la Terre est reconnu depuis la préhistoire, ce qui a conduit à son adoration comme une divinité dans diverses cultures. Malgré sa longue durée de vie, on estime qu’il continuera pendant encore cinq milliards d’années. À mesure que la fusion de l’hydrogène dans son noyau diminue, le Soleil connaîtra éventuellement une augmentation significative de la température et de la densité du noyau, se transformant en une géante rouge qui pourrait englober les orbites de Mercure et de Vénus, et éventuellement celle de la Terre, la rendant inhabitable. Contrairement aux planètes, le Soleil n’a pas de lunes, mais il a des planètes avec leurs propres lunes qui orbitent autour de lui.
Taille et Distance du Soleil
Le Soleil est une étoile de taille moyenne avec un diamètre d’environ 700 000 kilomètres. Malgré sa taille, de nombreuses étoiles sont beaucoup plus grandes. Il faudrait plus de 330 000 planètes Terre pour égaler la masse du Soleil et environ 1,3 million de planètes Terre pour remplir son volume. Le Soleil est situé à environ 150 millions de kilomètres de la Terre, soit une unité astronomique (UA). Le système stellaire le plus proche est Alpha Centauri, un système triple comprenant Proxima Centauri, une naine rouge située à 4,24 années-lumière, et Alpha Centauri A et B, des étoiles semblables au Soleil qui orbitent l’une autour de l’autre à une distance de 4,37 années-lumière (une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an, soit environ 9,5 trillions de kilomètres).
Orbites et Rotation
Le Soleil se trouve dans la galaxie de la Voie lactée, dans un bras spiral appelé « Bras d’Orion », qui s’étend à l’extérieur du bras du Sagittaire. Il orbite autour du centre galactique, entraînant le système solaire complet—planètes, astéroïdes, comètes et autres corps—à une vitesse moyenne d’environ 720 000 kilomètres par heure. Malgré cette vitesse incroyable, il faut environ 230 millions d’années au Soleil pour accomplir une orbite complète autour de la galaxie.
En plus de son orbite galactique, le Soleil tourne également sur son axe à un angle de 7,25 degrés. Étant un corps gazeux, différentes parties du Soleil tournent à des vitesses différentes. À l’équateur, le Soleil effectue une rotation environ tous les 25 jours terrestres, tandis qu’aux pôles, il lui faut environ 36 jours.
Formation du Soleil
Le Soleil s’est formé il y a environ 4,6 milliards d’années à partir d’un nuage massif de gaz et de poussière appelé nébuleuse solaire. Lorsque cette nébuleuse s’est effondrée sous sa propre gravité, elle a commencé à tourner plus vite et s’est aplatie en un disque. La majeure partie du matériau a été attirée vers le centre, formant le Soleil, qui contient maintenant 99,8 % de la masse du système solaire. Le reste du matériau a formé les planètes et autres objets orbitant autour du Soleil.
Les étoiles plus grandes brûlent leur hydrogène plus rapidement que les plus petites. Par exemple, certaines étoiles ayant 40 fois la masse du Soleil ont des durées de vie de seulement un million d’années, tandis que la durée de vie de la séquence principale du Soleil est d’environ 10 milliards d’années.
Structure du Soleil
Le Soleil est une sphère massive composée d’environ 73 % d’hydrogène, 25 % d’hélium et 2 % de métaux, maintenus ensemble par sa gravité. Il est divisé en plusieurs couches : le noyau, la zone radiative et la zone convective. La couche suivante est la photosphère, la surface visible du Soleil, suivie de la chromosphère, la région de transition et enfin la couronne, l’atmosphère externe expansive du Soleil.
La matière quittant la couronne à des vitesses supersoniques forme ce qu’on appelle le « vent solaire », créant une énorme bulle magnétique autour du Soleil appelée « héliosphère », qui s’étend au-delà des orbites planétaires. La Terre se trouve à l’intérieur de cette héliosphère, tandis que l’espace interstellaire se trouve au-delà.
Le noyau du Soleil est la partie la plus chaude, où se produisent les réactions nucléaires, convertissant l’hydrogène en hélium et libérant une immense quantité de lumière et d’énergie thermique, atteignant des températures de 15 millions de degrés Celsius. L’énergie du noyau se déplace vers l’extérieur par radiation, mettant environ 170 000 ans pour atteindre la zone convective, où elle se refroidit à moins de 2 millions de degrés Celsius. De grandes bulles de plasma montent de la zone convective vers la photosphère, que nous percevons comme la surface du Soleil.
La photosphère n’est pas solide comme la Terre et les autres planètes rocheuses. C’est la couche qui émet la lumière la plus visible et a une épaisseur d’environ 403 kilomètres avec des températures atteignant 5500 degrés Celsius. Bien que plus froide que le noyau, elle est encore suffisamment chaude pour former des composés de carbone tels que les diamants et le graphite. La plupart du rayonnement solaire s’échappe de la photosphère dans l’espace.
Au-dessus de la photosphère se trouvent la chromosphère, la région de transition et la couronne. La région de transition n’est pas toujours considérée comme une couche distincte, car c’est une couche mince où la chromosphère se réchauffe rapidement pour devenir la couronne. La photosphère, la chromosphère et la couronne sont des parties de l’atmosphère du Soleil, la couronne étant la couche supérieure. Lors d’une éclipse solaire totale, lorsque la Lune couvre la photosphère, la chromosphère apparaît comme un mince anneau rouge autour du Soleil, tandis que la couronne forme une couronne blanche avec des filaments de plasma s’étendant vers l’extérieur.
L’un des plus grands mystères du Soleil est pourquoi la couronne est plus chaude que les couches inférieures—aun mystère qui reste non résolu dans les études solaires.
Champ Magnétique
Le Soleil génère des champs magnétiques qui s’étendent dans l’espace et entre les planètes, transmis par le vent solaire—des flux de gaz électriquement chargés qui s’écoulent du Soleil dans toutes les directions. Le champ magnétique du Soleil varie au fil du temps dans un cycle connu sous le nom de cycle solaire, qui se produit environ tous les 11 ans. Pendant ce cycle, les pôles magnétiques du Soleil s’inversent, provoquant des changements dans la photosphère, la chromosphère et la couronne d’un état stable à un état instable. Cette instabilité peut entraîner des tempêtes solaires, des éruptions et des éjections de masse coronale. Le dernier cycle solaire a commencé le 25 décembre 2019.
L’activité solaire peut libérer d’énormes quantités d’énergie et de particules pouvant affecter la Terre, impactant les satellites, les systèmes GPS et les communications radio, et pouvant potentiellement perturber les réseaux électriques et corroder les pipelines. La tempête géomagnétique la plus puissante enregistrée est l’« Événement Carrington » du 1er septembre 1859, nommé d’après l’astronome britannique Richard Carrington. Elle a affecté les lignes télégraphiques et a provoqué des aurores boréales visibles dans le monde entier, allant jusqu’à des endroits aussi au sud que Cuba, les Bahamas, la Jamaïque, El Salvador et Hawaï. Une autre éruption solaire le 13 mars 1989 a causé des tempêtes géomagnétiques qui
ont perturbé la transmission d’électricité au Canada, plongeant 6 millions de personnes dans l’obscurité pendant 9 heures. Une éruption solaire en décembre 2005 a causé des radiations X qui ont interrompu les communications par satellite et les signaux GPS pendant environ 10 minutes.
La Vie Peut-elle Exister sur le Soleil ?
La vie telle que nous la connaissons ne peut pas exister sur le Soleil en raison de ses températures extrêmes et de ses radiations nocives. Cependant, la vie sur Terre dépend de la lumière et de l’énergie du Soleil pour des processus tels que la photosynthèse, essentielle à notre approvisionnement alimentaire. De plus, les rayons du Soleil fournissent la vitamine D, essentielle à la croissance des os, et la chaleur pour les régions plus froides.
Vaisseaux Spatiaux Étudiant le Soleil
La NASA et d’autres agences spatiales internationales surveillent continuellement le Soleil avec une flotte d’observatoires solaires. La sonde Parker Solar Probe, lancée le 12 août 2018, étudie le Soleil plus près que tout autre vaisseau spatial précédent. Le 14 décembre 2021, la NASA a annoncé que Parker avait traversé l’atmosphère supérieure du Soleil, la couronne, prenant des échantillons de particules et de champs magnétiques. C’était la première fois qu’un vaisseau spatial touchait le Soleil.
Le 9 février 2020, la Solar Orbiter a été lancée dans le cadre d’une mission conjointe entre l’Agence spatiale européenne (ESA) et la NASA pour recueillir des données sur la façon dont le Soleil influence l’environnement spatial constamment changeant du système solaire. D’autres missions solaires actives incluent SOHO, ACE, IRIS, WIND, Hinode et STEREO.
