Introduction au Soleil
Couronne solaire (dem10, Getty Images)
Couronne solaire (dem10, Getty Images)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Apprenez les bases de l'étoile que nous appelons le Soleil.
Peux-tu voir des étoiles durant la journée? Oui, tu le peux! Notre Soleil est une étoile! Du matin jusqu’en soirée, tu peux voir le Soleil dans le ciel. Le Soleil est l’une des 200 mille trillions d’étoiles de l’univers. Le Soleil est l’étoile la plus proche de la Terre. En fait, notre système solaire en entier tourne autour du Soleil.
Qu’est-ce que le Soleil?
Pour comprendre ce qu’est le Soleil, il faut d’abord comprendre ce qu’est une étoile! Les étoiles sont formées à partir de nuages de gaz et de poussière. Ces nuages sont éparpillés un peu partout dans la plupart des galaxies. Parfois, les matières dans ces nuages se regroupent ensemble. Cet amas commence à créer de la gravité qui attire encore plus de matières. La force de la gravité fait en sorte que les matières se réchauffent. Éventuellement, le centre, ou noyau, devient assez chaud pour déclencher de la fusion nucléaire. À ce stade, une étoile est née.
De quoi le Soleil est-il composé?
Le Soleil n’est pas solide et rocheux comme la Terre. Il s’agit plutôt d’une immense sphère rayonnante de gaz chauds. Il est principalement composé des éléments chimiques que sont l’hydrogène et l’hélium. Un petit pourcentage du Soleil est composé de carbone, d’azote et d’oxygène. On retrouve aussi des petites quantités de fer, de nickel et d’autres éléments.
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Diagramme circulaire en couleur du Soleil, montrant 72 % d’hydrogène, 26 % d’hélium et 2 % pour autres.
Le titre « Composition du Soleil » est en lettres blanches dans le haut sur un fond bleu foncé. En dessous, à gauche, le Soleil est représenté comme un cercle avec une bordure de rayons jaunes pointus. Le milieu du Soleil est un diagramme circulaire. La section la plus large est orange clair, une section plus petite est orange foncé et la section la plus petite est rouge. À droite, un carré de chaque couleur est étiqueté. Orange pâle – « 72 % hydrogène », orange foncé « 26 % hélium » et rouge « 2 % autres ».
Parties du Soleil
Le Soleil est composé de nombreuses couches différentes. Ces couches peuvent être divisées en deux catégories :
- Les couches internes
- Les couches externes
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Photographie couleur du Soleil, coupée pour révéler les couches internes.
Sur le côté gauche de la sphère, une photographie montre les couches visibles à l’extérieur du Soleil. Le côté droit est divisé en deux quarts. Le quart du haut illustre chaque couche interne d’une couleur différente. Le quart du bas montre des rendus photographiques des couches externes. Une ligne bleue part de chaque couche jusqu’à une étiquette à droite du Soleil. Le titre au-dessus de la liste est « Les couches du Soleil ».
À partir du haut de la liste, la première étiquette dit « Noyau, Température : 15 millions K ». Une ligne s’étend jusqu’à la partie la plus au centre du Soleil, illustrée comme un cercle blanc.
La deuxième étiquette dit : « Zone radiative, Température : 7 millions K ». Une ligne s’étend jusqu’à un épais anneau jaune autour du noyau.
La troisième étiquette dit : « Zone convective, Température : 2 millions K ». Une ligne s’étend jusqu’à un anneau rouge encore plus épais autour de la zone radiative.
La couche suivante est montrée dans le quart en dessous, en orange, avec quelques tâches de matière plus foncée. Elle est étiquetée « Photosphère, Température : 4 000 - 6 500 K ».
La liste est ensuite divisée par une ligne blanche. Une flèche étiquetée « Plus chaud » pointe vers le haut à partir de la ligne. Une autre flèche, en dessous de la ligne, pointe vers le bas. Elle est aussi étiquetée « Plus chaud ».
L’étiquette suivante est « Chromosphère, Température : 4 000 - 8 500 K, éruptions solaires ». Une ligne s’étire jusqu’au côté gauche de la sphère. Cette couche est orange avec une texture orange plus foncée et parsemée de tâches rouges. Des lignes blanches lumineuses brillent à travers la couche à quelques endroits.
La dernière étiquette dit « Couronne, Température : 500 000 - 1 million K ». Une ligne s’étire jusqu’à la zone qui apparait à l’extérieur de la sphère principale du Soleil. Elle ressemble à des filaments de lumière orange et vaporeux qui sortent de la surface de la couronne.
Les couches internes
Noyau
Il s’agit de la partie la plus chaude et la plus dense du Soleil. Dans cette zone, l’hydrogène se transforme en hélium par fusion nucléaire. Ce processus génère des faisceaux d’énergie lumineuse qu’on appelle photons.
Zone radiative
Cette zone est moins dense que le noyau. Ici, l’énergie se déplace du noyau vers l’extérieur.
Zone convective
Dans cette zone, l’énergie se déplace de la couche interne vers la couche externe.
Les couches externes
Les couches externes forment l’atmosphère du Soleil. L’énergie émise à partir de ces zones se répand dans l’espace.
Photosphère
C’est cette partie que l’on appelle la surface du Soleil. Cette couche est la source de toute l’énergie solaire qui atteint la Terre. Le nom de cette zone provient des anciens mots grecs « photos », qui signifie lumière, et « sphaira », qui signifie sphère.
Chromosphère
Le nom de cette zone provient des anciens mots grecs « chromo », qui signifie couleur, et « sphaira », qui signifie sphère. Cette couche à l’air rougeâtre parce qu’elle émet un type de rayonnement électromagnétique situé dans la partie rouge du spectre. Les protubérances solaires et les filaments solaires se forment dans cette zone.
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Photographie couleur des couches externes du Soleil, avec une boucle vaporeuse qui s’étend dans l’espace. La Terre est minuscule en arrière-plan.
La surface courbe du Soleil remplit la partie inférieure droite de l’image. Elle est tachetée dans les tons orange et rouge. Son rebord est inégal et recouvert de traînées orange sur un fond noir. Une boucle de traînées orange foncé s’étire à partir d’une partie de la surface orange plus clair.
Au-dessus et en arrière de la boucle, la Terre est représentée par une minuscule sphère bleue dans l’espace noir. Elle est étiquetée « Taille approx. de la Terre ».
Couronne
Il s’agit de la couche la plus externe du Soleil. Cette couche est généralement éclipsée par les autres couches du Soleil. Toutefois, la couronne peut être observée durant une éclipse solaire totale. La couronne est la partie la plus chaude des couches externes. Pourquoi cette couche est-elle si chaude? La sonde Parker de la NASA a été envoyée vers le Soleil pour le découvrir.
La sonde solaire Parker de la NASA devient le premier objet à toucher le Soleil - Qu'est ce ? (2023) TheSimplySpace (11:20)
Quel âge a le Soleil?
Le cycle de vie d’une étoile est étroitement relié à sa taille. Les petites étoiles naines rouges ont des réactions de fusion qui se produisent très lentement. Ces étoiles peuvent exister pendant des billions d’années. Éventuellement, elles se contractent et deviennent des naines blanches. Avec le temps, elles se refroidissent pour devenir des naines noires.
Les étoiles de taille moyenne, comme notre Soleil, commencent à changer au fur et à mesure qu’elles utilisent leur hydrogène. Elles implosent (s’effondrent) et se réchauffent, devenant des géantes rouges. Quand les géantes rouges se refroidissent, elles émettent des couches de gaz incandescents que l’on appelle les nébuleuses planétaires. Elles aussi deviennent éventuellement des naines blanches.
Pour ce qui est des étoiles les plus grosses, leur cycle de vie se termine par une implosion suivie d’une explosion éblouissante connue sous le nom de supernova. Ces événements relâchent d’immenses quantités d’énergie et déclenchent la formation d’éléments chimiques plus lourds, comme l’or. Après la supernova, le noyau peut soit devenir une étoile de neutrons ou un trou noir stellaire.
Les étoiles à neutrons sont les types d’étoiles les plus petites et les plus denses. Le rayon moyen d’une étoile à neutrons est de seulement 10 kilomètres! Un trou noir stellaire possède une gravité si forte que même la lumière ne peut s’y échapper. Les scientifiques détectent généralement les trous noirs en remarquant que les gaz émis par les étoiles environnantes sont attirés par eux.
Notre Soleil a environ 4,5 milliards d’années, ce qui fait de lui une étoile plutôt jeune. On estime que l’Univers lui-même a au moins 13,7 milliards d’années. Mais les scientifiques de l’Université d’Ottawa pensent que l’Univers pourrait être aussi vieux que 26,7 milliards d’années. La majorité des étoiles ont une durée de vie de neuf ou dix milliards d’années, ce qui fait de notre Soleil une étoile d’âge moyen.
Le savais-tu?
L’étoile connue la plus vieille est appelée Earendel. C’est une étoile qui fait partie de la constellation de la Baleine. On estime qu’elle s’est formée il y a environ 900 millions d’années après le Big Bang.
Quelle taille a le Soleil?
Le Soleil fait partie d’un groupe d’étoiles appelées les étoiles de la séquence principale de type G, ou naines jaunes. Les étoiles dans ce groupe ont des tailles et des luminosités (brillance) très variées. Elles vont d’un dixième à 200 fois la masse du Soleil.
Le Soleil a un diamètre de 1,4 million de kilomètres (865 000 miles). Son diamètre est environ 109 fois le diamètre de la Terre. Il faudrait plus d’un million de Terres pour remplir tout le volume du Soleil.
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Graphique avec des illustrations couleur des étoiles positionnées en fonction de leur température et de leur luminosité.
Le graphique a un fond noir avec du texte blanc et des cercles de couleurs vives. L’axe des X est étiqueté « Température (Kelvin) ». Il va de 40 000 à gauche jusqu’à 3 000 à droite. L’axe des Y est étiqueté « Luminosité (Soleil = 1) ». Il va de 0,000 1 dans le bas jusqu’à 10 000 dans le haut.
À partir du bas, le premier groupe d’étoiles est composé de petits cercles blancs formant une traînée. Ce groupe est étiqueté “Naines blanches” Leur température varie d’environ 6 500 K jusqu’à plus de 20 000 K. Leur luminosité varie de 0,01 à 1 Soleil.
Au-dessus, une longue traînée de cercles s’étend en diagonale de 3 000 à 30 000 K et de 0,000 1 à 10 000 Soleils. Ce groupe est étiqueté « Séquence principale ». Les cercles commencent petits et rouges, puis deviennent légèrement plus gros et orange, puis encore un peu plus gros et jaunes, puis blancs et bleu pâle. La fin de la traînée est composée de gros cercles dans les tons bleu clair, moyen et foncé. Un des cercles jaunes de taille moyenne est étiqueté « Soleil ». Un des gros cercles bleu pâle est étiqueté « Rigel ».
Au-dessus de la séquence principale, trois gros cercles bleu pâle sont étiquetés « Supergéantes ». Ils sont situés entre 7 000 et 20 000 K et légèrement au-dessus et en dessous de la marque des 10 000 Soleils.
En dessous et à droite des supergéantes se trouvent deux cercles jaunes de taille moyenne. L’un d’eux est étiqueté « Étoile Polaire ». Ils sont situés entre 6 000 et 7 000 K et environ à la marque des 100 Soleils.
Au-dessus et à droite se trouvent trois cercles orange de taille moyenne, plus un de grande taille. L’un d’eux est étiquetés « Arcturus ». Ils sont situés en 4 000 et 6 000 K et de 100 à 1000 Soleils. L’étoile Polaire et Arcturus sont toutes deux étiquetées « Géantes ».
Au-dessus et à droite des géantes se trouvent deux cercles rouges. Celui du bas est étiqueté « Antarès » et celui du haut « Bételgeuse ». Ils sont situés au-dessus de la marque des 3 000 K et légèrement au-dessus et en dessous de la marque des 10 000 Soleils.
Où est situé le Soleil?
Le Soleil se trouve dans le bras d’Orion de la galaxie de la Voie lactée. Le bras d’Orion se rattache au bras du Sagittaire, une des spirales qui composent la galaxie.
Le Soleil suit une orbite qui tourne en sens horaire autour du centre de la galaxie, situé à une distance de 24 000 à 26 000 années-lumière. Cette orbite nécessite environ de 225 à 250 millions d’années pour effectuer une rotation complète.
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Illustration couleur de la Voie lactée où est superposé un cercle illustrant l’orbite du Soleil.
La galaxie ressemble à un moulin à vent composé de traînées courbes d’un blanc bleuté parsemées de points roses et rouges, sur un fond d’espace noir. Au centre se trouve une traînée en diagonale d’un doré pâle. Autour du centre de la galaxie, environ à mi-chemin, se trouve un mince cercle jaune étiqueté « Orbite du Soleil ». Dans le haut de ce cercle se trouve un petit point rouge.
Le Soleil est au centre de notre système solaire. Il est à environ 150 millions de kilomètres (93 millions de miles) de la Terre. Cet emplacement, ni trop près ni trop loin du Soleil, permet à la vie d’exister sur Terre.
Que fait le Soleil pour la Terre?
Le Soleil est extrêmement important pour la vie sur Terre. Il fournit de la lumière et de la chaleur aux plantes et aux animaux, y compris les humains. La lumière du Soleil permet aux plantes d’emmagasiner de l’énergie grâce à la photosynthèse. Les humains et d’autres animaux dépendent de ces plantes pour se nourrir.
En raison de la distance entre le Soleil et la Terre, il est possible d’y trouver de l’eau liquide. Si elle était trop éloignée du Soleil, l’eau serait entièrement gelée. Si elle était trop près, l’eau s’évaporerait complètement. L’eau est essentielle pour la majorité des êtres vivants sur Terre.
Le Soleil a aussi d’autres répercussions importantes sur notre planète. Il est la force motrice de notre situation météorologique, de nos courants océaniques, de nos saisons et de notre climat. Sans le Soleil, la vie sur Terre telle que nous la connaissons ne serait pas possible.
Pourquoi est-ce qu’on l’appelle « Soleil »?
Le mot « Soleil » vient du mot latin « sol », qui désigne l’astre. Ce mot est utilisé comme base dans de nombreux termes liés au soleil, comme « solaire ». De nombreuses communautés culturelles ont leur propre mot pour le Soleil.
Le Soleil a joué un rôle important dans différentes communautés dans le monde au fil du temps. Dans la mythologie grecque, Hélios est le dieu du Soleil. Ce nom est aussi utilisé dans de nombreux termes liés au Soleil, comme « héliosphère » et « héliosismologie ».
Inti, aussi appelé Apu-punchau, est le dieu du Soleil dans l’ancienne mythologie inca. Dans l’ancienne mythologie maya, on retrouve un dieu du Soleil appelé Kinich Ahau. Amaterasu Ōmikami est la déesse céleste du Soleil dans la religion Shinto. Chacune de ces divinités a un récit détaillé et est importante au sein de sa culture respective.
Au-delà du cercle arctique, certains peuples Inuit, Yupik, Aléoute, Tchouktche et Iñupiat commémorent le premier lever du soleil du premier jour de l’année (inuktitut : ᓯᕗᓪᓕᖅᐹᖅ ᓯᕿᓂᖅᓄᐃᔪᖅ) en éteignant trois kudlik (lampes à huile traditionnelles) puis en les rallumant. Ce rituel célèbre l’histoire du Soleil et de son frère la Lune, qui sont connus sous de nombreux noms différents à travers le monde circumpolaire.
En savoir plus
Tout comprendre sur le soleil (2019)
Cette vidéo de Nat Géo France (4 min 45 s) présente un examen complet du Soleil. En examinant ses différentes couches, sa composition et les processus complexes tels que la fusion thermonucléaire, la gravité et le champ magnétique, la vidéo offre une compréhension approfondie de cette étoile mythique.
Tailles et distances relatives des planètes au Soleil
Cet article de la Société d’astronomie populaire présente toutes les planètes, leurs diamètres et la distance de chacune d’elles par rapport au soleil.