30 Septembre 2016

Le Soleil

Le Soleil est l’étoile autour de laquelle tournent la Terre et les autres planètes du Système solaire.

Présentation

Le Soleil se situe dans la catégorie des étoiles moyennement massives, et est semblable à des milliards d’autres dans notre galaxie, la Voie lactée. Avec une espérance de vie d’environ 10 milliards d’années, notre étoile est déjà à la moitié de sa vie. Elle deviendra une géante rouge d’ici 5 milliards d’années, pour se dilater et enfler jusqu’à ses planètes.
Elle représente 99,8 % de la masse du Système solaire et possède un diamètre d’1,4 million de km (soit environ 110 fois plus élevé que celui de la Terre). Elle tourne sur elle-même en 25 jours terrestres et autour de la Voie lactée en 200 millions d’années.

Structure


Le noyau occupe 1/5 du volume du Soleil. Il s’agit de son cœur où s’effectue la fusion nucléaire des atomes d’hydrogène qui libère de l’énergie sous forme de photons. Cette énergie met 100 000 ans pour atteindre la surface du Soleil sous forme de lumière.


La zone radiative est une région qui représente 70 % du rayon solaire, avec des températures comprises entre 1,5 et 15 millions de degrés, où l’énergie venant du noyau poursuit son chemin vers la surface.

Cette énergie arrive ensuite dans la zone convective, où elle est transportée par des courants montants et descendants de gaz chauds grâce à d’énormes bulles, appelées cellules de convection. La température est comprise ici entre 5 500 et 1,5 million de degrés.

L'énergie arrive enfin à la surface visible du Soleil appelée photosphère, pour finir par s’échapper et nous faire parvenir de la lumière et de la chaleur. 

Son atmosphère est formée de 2 couches principales : la chromosphère où sont expulsés depuis la surface du Soleil des jets de matière pouvant atteindre une hauteur de 10 000 km, et la couronne constituée de gaz ionisés (plasma) où se déroulent divers phénomènes solaires.

Le Soleil en chiffres

  • Diamètre : 1 393 684 km
  • Masse (Terre = 1) : 333 000 soit 1,989.1027 t
  • Energie rayonnée : 385 millions de milliards de gigawatts
  • Température de surface :  5 500 °C
  • Température du noyau : 15 millions °C
  • Distance de la Terre : 150 millions de km
  • Age : environ 4,6 milliards d’années
  • Espérance de vie : environ 10 milliards d’années

Participation du CNES

Les contributions du CNES résident essentiellement dans le soutien technique et financier des équipes scientifiques françaises retenues sur les missions européennes ou internationales.

Le CNES a notamment financé des instruments de la mission Ulysses (étude de la turbulence dans le vent solaire, en particulier hors du plan de l’écliptique, c’est-à-dire hors du plan de l’orbite terrestre autour du Soleil), la mission Cluster (étude de l’interaction du vent solaire avec la magnétosphère terrestre, c’est-à-dire avec la zone entourant la planète dont le champ magnétique est assez puissant pour dévier celui-ci), la mission Double Star (suite du projet Cluster), la mission Stereo (étude d’éruptions solaires et de leurs effets sur l’environnement terrestre) et la mission SOHO (suivi des éjections coronales de masse, c’est-à-dire des bulles de plasma, produites dans la couronne solaire).

Il a également initié la mission Picard, et fut le responsable de l’exploitation en vol de ce satellite de 2010 à 2014. Celui-ci a réalisé plus d’1 million d’images du Soleil et bien d’autres mesures. Elles sont aujourd’hui analysées afin de mieux comprendre le fonctionnement de notre étoile et la variabilité de son activité.

Soho : après une éjection de masse coronale
Crédits : NASA.


Dans un futur proche, le CNES apportera sa contribution à la mission Solar Orbiter, dont le lancement est prévu en 2018. Ce satellite sera en mesure de produire des images du Soleil à une résolution sans précédent et réaliser des mesures très proches de notre étoile. Le CNES est aussi impliqué dans le projet Solar Probe Plus de la NASA qui a pour objectif l’étude « in-situ » de la couronne solaire et dont le lancement est aussi prévu en 2018.