Le Soleil

Le Soleil

Le diamètre du Soleil fait environ 109 fois le diamètre de la Terre. Sa masse consiste dans la plus grande partie, d'hydrogène.

Géographie

Mots clés

Soleil, structure du Soleil, Système solaire, Voie lactée, hydrogène, hélium, fusion, éruption solaire, taches solaires, photosphère, chromosphère, couronne, vent solaire, granulation solaire, protubérance solaire, sonde spatiale, astronomie, physique atomique, physique des particules, géographie, physique

Extras similaires

Scènes

La Voie Lactée

Le Soleil est l'étoile centrale du Système solaire. Elle est située entre vingt-cinq mille et vingt-huit mille années lumière du centre de la Voie Lactée.
Le Soleil est à présent à la moitié de sa durée de vie, qui dure environ douze milliards d'années. Lorsque ses ressources d'hydrogène seront épuisées, le Soleil deviendra une géante rouge. La Terre est située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil, et cela prend 8,3 minutes à la lumière du Soleil pour effectuer cette distance (cela représente une unité astronomique UA).

Le diamètre du Soleil fait 109 fois celui de la Terre.
Les trois quarts de la masse du Soleil sont composés d'hydrogène, qui est transformé en hélium par fusion dans le noyau, ce qui entraîne des émissions d'énergie.
La pression à l'intérieur du Soleil est d'environ 150 millions de tonnes par centimètre carré.
Parce que toute la matière présente dans le Soleil est sous forme plasma, il tourne plus vite au niveau de son équateur (environ 25 jours) qu'il ne tourne à des latitudes plus hautes (environ 32 jours à ses pôles).
Cela engendre une distorsion des lignes de son champ magnétique, qui entraîne quant à elle la formation de taches solaires et de protubérances. Son atmosphère est composée de couches (la photosphère, la chromosphère et la couronne), et elle fusionne avec l'espace interplanétaire.
Cela prend environ entre 225 et 250 millions d'années pour faire le tour complet autour du centre de la galaxie, avec une vitesse de 220km/h.

Définition des notions :

Étoile : Une sphère lumineuse géante, brûlante qui tient grâce à la gravité. Elle diffuse l'énorme quantité d'énergie relâchée par la fusion des noyaux atomiques qui se trouvent dans son noyau. Sa température, à la surface, est de plusieurs milliers de degrés Celsius. Son atmosphère est principalement composée d'hydrogène. Sa matière possède une structure interne sphérique.

Unité Astronomique : C'est l'unité de distance utilisée en astronomie, qui représente la distance entre la Terre et le Soleil, ou pour ainsi dire, la longueur de l'axe semi-majeur de l'orbite de la Terre autour du Soleil (149 600 000 km).

É​ruption solaire : C'est une augmentation soudaine et brève de la luminosité de la chromosphère et de la photosphère du Soleil, généralement autour des taches solaires. Elle dure généralement entre dix et quarante cinq minutes, et se produit de neuf à dix fois par jour.

Vent solaire : C'est un courant de particules qui sont éjectées de la couronne solaire, composé presque exclusivement d'électrons et de protons.

Tache solaire : C'est une tache sur la surface du Soleil, où le champ magnétique est beaucoup plus fort que dans les zones environnantes. Les taches solaires peuvent faire jusqu'à 200 000km de diamètre, et elles peuvent durer quelques heures comme de nombreux mois.

Aurore : C'est un phénomène lumineux temporaire dans le ciel de l'Arctique ou de l'Antarctique, dont la cause est l'entrée dans l'atmosphère des particules chargées. Elle est générée par l'excitation des atomes d'oxygène et d'azote, et sa fréquence est liée à l'activité à la surface du Soleil (l'activité des taches solaires).

Le Soleil

  • chromosphère
  • granulation solaire
  • tache solaire
  • protubérance solaire
  • éruption solaire
  • couronne

Vue en coupe

  • chromosphère
  • zone convective
  • 2 millions K
  • zone radiative
  • noyau 14,5 millions K
  • photosphère 6 000K
  • couronne

Information :

– Diamètre : 1 392 000 km (109 Terres)

– Masse : 1,989x10³⁰ kg (333 000 Terres)

– Densité moyenne : 1,4 g/cm³

– Température à la surface : 5 780 K

– Période de rotation : 25,4 jours

– Luminosité : 3,85x10²⁶ W (6300 W/cm²)

Processus de fusion

Animation

  • chromosphère
  • zone convective
  • zone radiative
  • noyau 14,5 millions K
  • photosphère 6 000K

Le Système solaire

Images

  • Tache solaire
  • Tache solaire
  • Éruption Solaire
  • Éruption Solaire
  • Protubérance solaire
  • Protubérance solaire
  • Couronne
  • Couronne

Narration

Le Soleil était considéré comme un phénomène surnaturel et adoré en tant que dieu dans de nombreuses civilisations de l'Antiquité. En Égypte antique, il était adoré en tant qu'Amon, en Mésopotamie en tant que Samas, et en Grèce en tant qu'Apollon.
Le philosophe grec Anaxagore offrit la première explication scientifique au Vème siècle avant J.C.; selon lui le Soleil était une sphère faite de fer. Cette idée peu commune fut considérée comme blasphème et il fut emprisonné pour ses idées.
Après avoir construit son téléscope, Galilée étudia aussi le Soleil et découvrit les taches solaires. Plus tard, Isaac Newton utilisa un prisme pour décomposer la lumière blanche du Soleil en ses différentes composantes. Encore plus tard, William Herschel utilisa cette méthode lorsqu'il découvrit les rayons infrarouges en 1800.

Dans ses expériences datant du XIXème siècle, Joseph von Fraunhofer observa tout d'abord les lignes d'absorption du spectre solaire, à partir desquelles la composition chimique de l'atmosphère a pu être établie. Hans Bethe développa la théorie de la fusion nucléaire en 1939, qui expliquait comment l'énergie est produite dans le Soleil.

Les premières sondes spatiales à avoir été envoyées pour observer le Soleil furent celles de la NASA : les sondes Pioneer en 1959 et 1968. Orbitant autour du Soleil à une distance égale entre la Terre et le Soleil, elles ont scrupuleusement analysé les vents solaires et exploré le champ magnétique du Soleil.
La sonde ouest-allemande et américaine Helios, lancée en 1974, conduisit des recherches à partir de l'orbite de Mercure. Les rayons X solaires furent examinés par un télescope spatial depuis la station spatiale Skylab.
Après s'être échappé du plan orbital de la planète, la sonde Ulysse étudia le Soleil, révélant de nombreuses et importantes informations sur ses régions polaires. SOHO est une des sondes les plus importantes, pour ce qui est de la recherche sur le Soleil, elle est toujours positionnée entre le Soleil et la Terre. Elle prend des photographies du Soleil depuis 1995, à la fois dans les fréquences visibles et dans les fréquences ultraviolettes.
Récemment, de nombreuses nouvelles sondes ont examiné notre étoile, qui est très importante car l'activité solaire a de profondes influences sur notre climat. L'utilisation de l'énergie solaire est de plus en plus répandue sur Terre : elle peut être utilisée afin de produire de l'électricité par le biais de panneaux solaires et de centrales solaires, et aussi afin de produire de la chaleur dans les fours solaires.

Le Soleil est une étoile moyenne, un nain jaune. Il a 4,6 milliards d'années, il est à peu près à la moitié de sa durée de vie qui est d'environ 12 milliards d'années.
Il est composé d'environ trois quarts d'hydrogène, qui est transformé en hélium par le phénomène de fusion nucléaire qui se déroule dans le noyau du Soleil, ce qui produit de l'énergie (des photons de haute énergie).
Lorsque ses ressources en carburant sont épuisées, il va se rétrécir et son noyau chauffera suffisamment pour convertir l'hélium en carbone. Ce processus engendrera une plus grande production d'énergie, ainsi la taille de l'étoile augmentera de plusieurs centaines de fois sa taille actuelle (la Terre sera probablement avalée par le Soleil). Cependant, la surface du Soleil sera moins chaude, et il deviendra une géante rouge.
Cette phase ne durera pas longtemps : lorsque la fusion s'arrêtera, la pression à l'intérieur du Soleil diminuera, et celui ci s'effondrera sous l'emprise de sa propre gravité. Lorsqu'il fera la taille de la Terre, il ressemblera à un nain blanc, très dense, et se refroidira pendant des milliards d'années.

Le Soleil n'est pas composé de matière solide; mais de plasma. C'est pourquoi des ceintures situées à différentes latitudes tournent à des vitesses différentes. Sa zone équatoriale fait un tour complet tous les 25 jours, alors que ses zones polaires font un tour complet tous les 32 jours.
Son atmosphère est composée de couches (la photosphère, la chromosphère et la couronne), et elle fusionne avec l'espace interplanétaire. La couronne devient visible lors des éclipses solaires.

99,87% de la masse du système solaire est concentrée dans son étoile centrale. Le Soleil possède une masse énorme, donc il a une très forte gravité, qui tient le système solaire ensemble et gouverne le mouvement de toutes les planètes et des plus petits objets également présents en son sein.
Le Soleil émet une grande quantité d'énergie, principalement sous forme de rayons ultraviolets et rayons infrarouges, mais il y a aussi une petite quantité d'autres types de rayons, comme les rayons gamma et les rayons X, voire même des ondes radio.

Les particules élémentaires, principalement des protons et des électrons, sont également expulsées du Soleil et forment les vents solaires. Le noyau du Soleil possède une température estimée à quatorze ou quinze millions de degrés K, une pression atmosphérique de 3*10¹¹ et une densité de 155 g/cm³.

Le noyau s'étend depuis le centre du Soleil vers environ le quart du radius de l'étoile et il fonctionne comme un réacteur nucléaire, où l'énergie est émise sous la forme de photons hautement énergétiques, de rayons gamma et de rayons X lors de la fusion des éléments légers dans les éléments plus lourds.

Lors du processus de la fusion, les noyaux de deutérium et de tritium (chacun étant un isotope de l'hydrogène) fusionnent. Les noyaux de deutérium consistent en un proton et un neutron, alors que les noyaux de tritium consistent en un proton et deux neutrons. Lors de leur réaction de fusion, un noyau d'hélium est produit, qui consiste en deux protons et deux neutrons. La réaction libère un neutron ainsi que de l'énergie, sous forme de photons libres. Lors de la collision, les forces de la répulsion des protons doivent être transcendées. Cela n'est possible que si les atomes d'hydrogène se déplacent très rapidement, ce qui arrive lorsque la température est extrêmement élevée.

Le Soleil peut préserver son niveau de radiation actuel pour encore 6 ou 7 milliards d'années. Le noyau est entouré par la zone radiative, qui s'étend sur les 70% du radius solaire. Les protons entrent fréquemment en collision, se font absorber et sont ensuite émis dans cette zone. Il faut souvent dix mille ans pour que les protons puissent atteindre la surface.
Une importante convection se déroule dans la partie extérieure du Soleil, qui occupe entre 20 et 30 % du radius solaire. Cette couche est donc appelée la zone convective. La chaleur est transmise à la photosphère par le flux de matière de la zone. Elle est ensuite envoyée vers l'espace.

L'atmosphère du Soleil est principalement composée d'éléments chimiques légers : 71% d'hydrogène, 27% d'hélium, et 2% d'éléments plus lourds. Le noyau contient seulement 35% d'hydrogène.

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