Le soleil: caractéristiques, pièces, structure et composition

Le Soleil est un corps gazeux à noyau fortement comprimé, dans lequel l’énergie est générée par des réactions thermonucléaires.

C'est l'étoile autour de laquelle gravitent la Terre et d'autres planètes et à laquelle elle fournit lumière et chaleur. Il est né il y a 4 600 millions d'années. Bien que ce soit l'un des plus de 1 000 millions de corps célestes qui composent la galaxie de la Voie Lactée, c'est l'étoile qui brille le plus.

Toute vie sur Terre dépend de l'énergie solaire fournie par l'étoile. Sans le Soleil, la Terre serait un endroit sombre et sans vie figé dans le temps.

Bien que l'on ignore ce qui s'est passé il y a plus de 4 milliards d'années, la théorie actuelle soutient qu'un énorme nuage de poussière et de gaz a commencé à tourner lentement.

La gravité a entraîné une région dense dans ce nuage. L'impulsion augmentait la vitesse de rotation. Ce mouvement a provoqué un échauffement du gaz au centre, ce qui a provoqué des réactions qui ont transformé la poussière et le gaz en solides, donnant naissance aux planètes.

La matière centrale est devenue très chaude et dense, donnant lieu à une fusion nucléaire à l'origine du Soleil.

Le soleil est l’objet dominant du système solaire en raison de sa grande dimension puisqu'il contient 99% de la masse du système.

Sa force gravitationnelle maintient toutes les planètes en orbite. C'est une étoile de taille moyenne qui produit sa propre lumière et sa chaleur en brûlant des combustibles tels que l'hydrogène et l'hélium dans le cadre d'un processus appelé fusion nucléaire.

Les étoiles ont une durée de vie limitée et le soleil ne fait pas exception à la règle, il se situe à mi-chemin de son cycle de vie d'environ dix milliards d'années. Il est situé au centre de la galaxie, qui a une forme en spirale.

Qu'est-ce que le soleil? parties et études sur l'étoile

De loin, le soleil ne semble pas très complexe. Pour l'observateur commun, il s'agit simplement d'une boule de gaz lisse et uniforme. Cependant, une inspection minutieuse montre que l’étoile est en turbulence constante. Le soleil apparemment calme est un corps agité, tremblant et explosif, attisé par un magnétisme intense et variable.

Dans un passé récent, les scientifiques n’ont pas compris comment le Soleil générait ses champs magnétiques, responsables de la majeure partie de l’activité solaire.

Ils ne savaient pas non plus pourquoi une partie de ce magnétisme intense était concentrée dans les soi-disant taches solaires, des îles sombres peu profondes aussi grandes que la Terre et mille fois plus magnétiques.

En outre, les physiciens ne pouvaient pas expliquer pourquoi l'activité magnétique du Soleil variait de manière radicale, diminuant et s'intensifiant tous les 11 ans environ. Les réponses à ces questions ont été cachées à l'intérieur du Soleil, où son puissant magnétisme est généré.

La Voie Lactée a environ 100 000 années-lumière de diamètre et 15 000 années-lumière d'épaisseur. Dans ce contexte, le soleil se déplace à 210 km toutes les secondes et il faut 225 millions d’années pour terminer un cycle de voyage.

Les scientifiques ont acquis une grande partie de leur connaissance du Soleil grâce à l'observation faite depuis la Terre pendant de nombreuses années. Cependant, les connaissances actuelles proviennent en grande partie de sondes spatiales envoyées dans le cadre de missions d'exploration du soleil.

Ces sondes ont fourni des informations précises sur la température, l'atmosphère, la composition, le champ magnétique, les torches, les protubérances, les taches solaires et la dynamique interne du Soleil, présentées dans l'encadré suivant.

Composition du soleil

Le Soleil est une énorme boule de plasma, un gaz ionisé chaud qui contient 300 000 fois plus de masse que la Terre.

Le diamètre du Soleil a une longueur de 1, 4 million de kilomètres, dépasse le diamètre de la Terre de 12 760 km et dépasse même le diamètre de la plus grande planète du système, Jupiter, qui ne représente qu'un dixième du diamètre du Soleil.

Les principaux éléments présents dans le Soleil sont l'hydrogène (92%), suivi par l'hélium (7, 8%) et moins de 1% d'éléments plus lourds tels que l'oxygène, le carbone, l'azote et le néon.

Vous trouverez ci-dessous la composition du Soleil construite à partir de l'analyse du spectre solaire. L’analyse provient des couches inférieures de l’atmosphère du Soleil, mais on pense qu’elle est représentative de l’ensemble du Soleil, à l’exception de son noyau. Environ 67 éléments ont été détectés dans le spectre solaire.

On pense que le Soleil est complètement gazeux avec une densité moyenne de 1, 4 fois celle de l'eau. Comme la pression dans le noyau est beaucoup plus grande qu'à la surface, la densité du noyau est égale à huit fois la densité de l'or et la pression est 250 milliards de fois la pression de la surface de la Terre.

Presque toute la masse du Soleil est confinée à un volume qui ne s'étend que sur 60% de la distance entre le centre du Soleil et sa surface.

Structure du soleil

Lorsqu'ils étudient la structure du Soleil, les physiciens du solaire la divisent en deux domaines principaux: l'intérieur et les atmosphères.

Intérieur

L'intérieur est composé de:

1- Core

C'est la région centrale du Soleil où se produisent les réactions nucléaires qui convertissent l'hydrogène en hélium. Ces réactions libèrent l'énergie responsable de la luminosité du soleil.

Pour que ces réactions se produisent, une température très élevée est nécessaire. La température près du centre est d'environ 15 millions de degrés Celsius et la densité est d'environ 160 g / cm3 (soit 160 fois la densité de l'eau).

La température et la densité diminuent vers l'extérieur à partir du centre du Soleil.Le noyau occupe les 25% inférieurs du rayon du Soleil.A environ 175 000 km du centre, la température n'est que la moitié de sa valeur centrale et la densité chute à 20 g / cm3.

2- Zone intermédiaire (ou transport radioactif).

Autour du noyau se trouve la zone de transport intermédiaire ou radioactif. Cette zone occupe 45% du rayon solaire et est la région où l’énergie, sous la forme de photons à rayons gamma, est transportée à l’extérieur par le flux de radiations générées dans le noyau.

Les photons de rayons gamma de haute énergie sont continuellement battus lors de leur passage dans la zone intermédiaire, certains sont absorbés, d'autres sont expulsés et d'autres retournent dans le noyau. Les photons peuvent mettre 100 000 ans à se frayer un chemin à travers la zone intermédiaire.

À la limite extrême de la zone intermédiaire, la température est d'environ 1, 5 million de degrés Celsius et la densité d'environ 0, 2 g / cm3. Cette limite est appelée couche d'interface ou tacocline .

On pense que le champ magnétique du Soleil est généré par une dynamo naturelle présente dans cette couche. Les changements de vitesse d'écoulement à travers cette couche étirent les lignes de force du champ magnétique et les renforcent. Il semble également y avoir des changements soudains dans la composition chimique à travers cette couche.

3- Zone convective

C'est la zone la plus externe du soleil, on l'appelle zone de convection, car l'énergie est amenée à la surface par un processus de convection. Il s'étend sur une profondeur d'environ 210 000 km jusqu'à la surface visible et occupe environ 30% du rayon du soleil.

Dans cette zone, le gaz plasmatique, chauffé dans la zone intermédiaire, remonte à la surface sous l'action des courants de convection, s'étendant, se refroidissant puis se contractant (de la même manière que l'eau bouillante dans une casserole).

L'augmentation des particules de gaz est visible à la surface sous forme de motif granulaire. Les granules ont environ 1000 km de diamètre. Les cellules de convection libèrent de l'énergie dans l'atmosphère du soleil.En surface, la température est d'environ 5 600 ° C et la densité pratiquement nulle.

Une fois que le gaz plasmagène atteint la surface du Soleil, il se refroidit et se dépose à la base de la zone de convection, où il reçoit davantage de chaleur.

Le processus est ensuite répété. Les photons qui s'échappent du Soleil ont perdu de l'énergie sur leur trajectoire à partir du noyau et ont changé de longueur d'onde, de sorte que la majeure partie de l'émission se situe dans la région visible du spectre électromagnétique.

Des températures plus basses dans la zone de convection permettent aux ions plus lourds d'éléments tels que le carbone, l'azote, l'oxygène, le calcium et le fer de retenir une partie de leurs électrons. Cela rend le matériau plus opaque, ce qui rend le passage du rayonnement plus difficile.

Atmosphères du soleil

Les atmosphères du soleil sont constituées par:

1- Photosphère

La photosphère est la plus basse des trois couches qui composent l’atmosphère du Soleil, car les deux couches supérieures sont transparentes à la plupart des longueurs d’onde de la lumière visible, ce qui permet de les apprécier facilement.

Nous ne pouvons pas voir au-delà des gaz brillants de la photosphère, donc tout ce qui se trouve en dessous est considéré comme l'intérieur du Soleil.

C’est une mince couche de gaz ou de plasma ionisés chauds, d’une épaisseur d’environ 400 km, dont la partie inférieure forme la surface visible du Soleil. La plus grande partie de l’énergie émise par le Soleil traverse cette couche.

Depuis la Terre, la surface semble lisse, mais en réalité, elle est turbulente et granulaire en raison des courants de convection. La matière bouillie à la surface du Soleil est réalisée par le vent solaire.

La densité de la photosphère est faible selon les normes de la Terre, sa valeur est similaire à la densité de l'air que nous respirons et sa température moyenne n'est que de 5 600 ° C. La photosphère est composée en masse de 74, 9% d'hydrogène et de 23, 8% d'hélium. Tous les éléments plus lourds représentent moins de 2% de la masse.

2- chromosphère

La chromosphère (sphère colorée) est située immédiatement au-dessus de la photosphère. Cette couche de gaz mince a une densité beaucoup plus basse que celle de la photosphère.

Elle a une épaisseur d’environ 2 500 km et une température variant de 6 000 ° C juste au-dessus de la photosphère à une plage allant de 20 000 à 30 000 ° C dans sa partie supérieure.

La chromosphère est visuellement plus transparente que la photosphère. Sa couleur rose rougeâtre a pour origine son émission principalement d’hydrogène alpha gazeux.

Cette couleur peut être observée lors d'une éclipse solaire totale, lorsque la chromosphère apparaît brièvement comme un éclair de couleur, de même que le bord visible de la photosphère disparaît derrière la Lune.

3- couronne

C'est la couche supérieure de l'atmosphère du Soleil et s'étend sur plusieurs millions de kilomètres du sommet de la chromosphère à l'espace. Il n'y a pas de limite supérieure bien définie pour la couronne.

La couronne ne peut être vue que lors d'une éclipse totale de soleil ou à travers un télescope spécial appelé coronographe, lorsque la photosphère est bloquée. La couronne apparaît comme une zone blanche brillante et pâle autour du soleil.