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Le Soleil

Caractéristiques du Soleil

Description Étoile
Taille (diamètre) 1,4 million de km, soit environ 110 fois la taille de la Terre
Masse 2,0 × 1030 kg ou environ 333 000 masses terrestres
Période orbitale 250 millions d'années
Centre de l'orbite Centre de la Voie lactée
Nombre de planètes 8
Distance moyenne du centre de la Voie lactée 2,7 × 1017 km ou 27 200 années-lumière
Température Environ 5 500 °C à la surface

Source : NASA/SDO.

Cycle de vie

Le Soleil et le Système solaire sont issus de l'effondrement d'un nuage géant de gaz et de poussière il y a environ 4,5 milliards d'années. Depuis lors, le Soleil brule son combustible – l'hydrogène – et émet des particules et des rayonnements dans tout le Système solaire, dont de la lumière et de la chaleur.

Dans environ cinq milliards d'années, le Soleil aura épuisé son combustible et se gonflera. Il deviendra une étoile géante rouge, si grosse qu'elle avalera Mercure et Vénus, et possiblement la Terre. Plus tard, le Soleil soufflera son enveloppe externe : il ne restera plus qu'une naine blanche entourée de gaz. On appelle nébuleuses planétaires ces vestiges lumineux d'étoiles semblables au Soleil.

La nébuleuse annulaire de la Lyre (M57 dans le catalogue de Messier) est une nébuleuse planétaire. Ce sont les restes colorés et lumineux d'une étoile semblable au Soleil après qu'elle a épuisé son combustible à la fin de sa vie. (Source : NASA/ESA/Hubble Heritage/Hubble Collaboration.)

Unités de mesure de l'Univers : année-lumière et masse solaire

Les objets dans l'espace sont séparés par d'énormes distances. Les scientifiques ont donc inventé de nouvelles unités de mesure adaptées à ces échelles colossales.

La lumière se déplace à une vitesse constante d'environ 300 000 kilomètres par seconde, quelle que soit sa longueur d'onde. Ils ont utilisé cette caractéristique pour créer l'année-lumière, c'est-à-dire la distance parcourue par la lumière pendant une année terrestre. Une année-lumière représente environ 9 500 milliards de kilomètres! La Terre n'est en moyenne qu'à 150 millions de kilomètres du Soleil… seulement huit minutes-lumière.

Puisque le Soleil est l'étoile la plus proche et la mieux comprise, les astronomes s'en servent comme référence quand ils étudient les autres étoiles. Ainsi, ils expriment en nombre de masse solaire la masse d'objets célestes titanesques comme les trous noirs ou les galaxies. Par exemple, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, la Voie lactée, pèse environ quatre millions de masses solaires. Quant à la masse de la Voie lactée, elle est d'environ mille milliards de masses solaires!

Rotation et orbite

Le Soleil est en orbite autour du centre de notre galaxie, la Voie lactée. Une révolution complète du Soleil prend environ 250 millions d'années. Comme les planètes, le Soleil tourne aussi autour de son axe. Il lui faut un peu plus de 25 jours pour faire une rotation complète.

Source : NASA/Goddard.

Structure

Le Soleil est composé de plusieurs couches qui ont chacune différentes caractéristiques.

Le noyau : 

L'énergie du noyau est projetée vers l'extérieur à travers deux couches appelées zone radiative et zone convective.

La température de la surface du Soleil est d'environ 5 500 °C.

La région la plus externe de l'atmosphère solaire est la couronne, bien plus chaude que le noyau. Les scientifiques ne comprennent toujours pas pourquoi la couronne peut atteindre la température inouïe de 20 millions de degrés Celsius. On peut apercevoir cette couche externe pendant les éclipses solaires totales.

Éruption solaire photographiée en par l'Observatoire de la dynamique solaire de la NASA. (Source : NASA/SDO.)

La météo spatiale

L'activité solaire peut avoir d'importantes répercussions sur notre quotidien. Des particules et des rayonnements peuvent être projetés dans le Système solaire par suite d'éruptions ou d'éjections de masse coronale. Les tempêtes solaires sont souvent à l'origine de belles aurores, quand les particules émises par le Soleil interagissent avec le champ magnétique terrestre.

Ces phénomènes imprévisibles peuvent aussi être dangereux. Les tempêtes solaires peuvent provoquer des pannes de courant, endommager les satellites et même perturber les systèmes GPS ou de télécommunications. L'intensité de ces tempêtes varie parfois en fonction des saisons solaires : notre étoile suit un cycle d'activité minimale et maximale qui dure environ onze ans. À chaque cycle, les pôles magnétiques nord et sud s'inversent.

Les scientifiques étudient le Soleil en partie pour tenter d'atténuer les effets négatifs des tempêtes solaires sur Terre. Le Canada fournira un instrument d'imagerie dans l'ultraviolet à la mission satellitaire internationale SMILE, qui vise à étudier le processus des phénomènes de météorologie spatiale.

Image composite du Soleil dont chaque « tranche » est une vue du Soleil dans une longueur d'onde différente. (Source : NASA/GSFC SVS.)

Observation du Soleil

Les astronomes – même amateurs – doivent utiliser du matériel spécialisé pour observer le Soleil à cause de sa luminosité extrême.

Les scientifiques étudient le Soleil à l'aide de sondes spatiales depuis les années . Les sondes Pioneer de la NASA ont mesuré le vent et le champ magnétique solaires. L'Observatoire solaire et héliosphérique (en anglais seulement) construit par la NASA et l'Agence spatiale européenne, et lancé en , a transmis en continu des observations directes du Soleil jusqu'en . Il continue de surveiller le Soleil dans plusieurs longueurs d'onde.

Lancée en par la NASA, la sonde Parker Solar Probe a été placée en orbite autour du Soleil pour l'étudier. La sonde devrait atteindre sa distance minimale du Soleil en et filera alors jusqu'à 200 km/s. Ce sera l'engin le plus rapide jamais construit. Pendant sa mission, la sonde frôlera l'extérieur de la couronne, à une distance de sept millions de kilomètres du Soleil. Toutes proportions gardées, c'est vraiment près! Ce survol rapproché devrait aider les scientifiques à résoudre l'énigme de la très grande différence de chaleur entre la couronne et la surface. La sonde examinera aussi le champ magnétique solaire et collectera des données sur l'énergie et les particules produite par le vent solaire.

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