SOLEIL
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Structure interne
Les photons formés à l'intérieur du Soleil n'étant pas observables, il est fait appel, pour obtenir des informations expérimentales sur l'intérieur du Soleil, à des particules capables de le traverser, les neutrinos, ou à des phénomènes globaux d'oscillation qui permettent de sonder le Soleil comme le fait, pour la Terre, la sismologie. Les données, pourtant, ne peuvent s'interpréter qu'à travers des modèles de l'intérieur solaire. Si elles conduisent à modifier les modèles antérieurs, il est peu probable qu'elles remettent fondamentalement en cause l'image globale actuelle, obtenue par le calcul des équilibres régissant une étoile, connaissant la masse, la luminosité, le rayon, l'âge et la composition chimique photosphérique.
Observation de la turbulence solaire
Les "taches" et la grande protubérance sont révélatrices de la turbulence magnétohydrodynamique des couches internes de l'astre. Les "granules" visibles sur toute sa surface sont directement associés à la convection turbulente des couches plus superficielles.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
La température du noyau central du Soleil, région occupant un quart de son rayon, est estimée à 15,5 millions de degrés, et la densité centrale à cent cinquante fois celle de l'eau. Cette valeur est relativement faible, comparée à celle d'étoiles âgées, les naines blanches, dont la densité est dix mille fois supérieure. Dans ce noyau ont lieu les réactions thermonucléaires qui fournissent son énergie au Soleil. L'hydrogène qui, à la surface, représente 71 p. 100 de la masse, est réduit dans le noyau à 34 p. 100 en raison de sa transformation en hélium. Les modèles indiquent aussi que les réactions nucléaires du cycle proton-proton prédominent et que celles du cycle du carbone, importantes à températures plus élevées, n'apportent que 2 p. 100 de l'énergie libérée.
Cycle du carbone (cycle de Bethe)
Cycle du carbone (cycle de Bethe).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les rayons gamma et les particules rapides émis par les réactions thermonucléaires sont immédiatement réabsorbés et sont à l'origine du flux de chaleur qui se propage vers l'extérieur de l'étoile par une infinité d'émissions et d'absorptions de photons. Ces photons, dont la température locale détermine l'énergie moyenne, sont des rayons X de quelques dixièmes de nanomètre, puis des ultraviolets et, à la surface, des photons du domaine visible. Dans les régions, denses, de la zone de transport radiatif, ils ne peuvent guère parcourir que des distances de l'ordre du centimètre avant d'être réabsorbés, et, de ce fait, on estime à environ 10 millions d'années le temps qui est nécessaire au transport vers la surface de l'énergie libérée par ce rayonnement. Un autre mode de transport de l'énergie, le transport convectif, prend le relais du transport radiatif à environ 0,2 rayon solaire sous la photosphère. À ce niveau, en effet, des mouvements verticaux à grande échelle se développent et transportent plus efficacement la chaleur vers le haut. La « signature » de cette convection est d'ailleurs visible, sous forme de la granulation photosphérique, à la surface du Soleil (cf. chap. 2, Photosphère).
C'est également par l'étude de la photosphère que l'on a découvert les oscillations globales auxquelles le Soleil est soumis et qui comportent un grand nombre de modes oscillatoires différents. L'étude de ces oscillations permet de tester les modèles d'intérieur du Soleil. Deux types d'oscillations globales sont étudiés : celles dont la force de rappel est la gravité, qui n'ont pas encore été détectées avec certitude en ce qui concerne l'intérieur du Soleil, et celles dont la force de rappel est la pression, pour lesquelles on dispose de l'observation de centaines de modes différents. Pour séparer les modes entre eux, des mesures continues de longue durée sont nécessaires. Après avoir observé le Soleil plusieurs jours de suite durant l'été austral en Antarctique, les spécialistes ont organisé des réseaux internationaux d'instruments au sol et ont placé des expériences à bord de satellites comme Soho (solar and heliospheric observatory). Un des apports essentiels de l'héliosismologie est la mesure de la rotation à l'intérieur du Soleil.
Au cours des réactions thermonucléaires, des neutrinos (notés ν dans les tableaux) sont émis ; ces particules peuvent traverser des quantités considérables de matière sans être absorbées. On peut obtenir par leur observation des informations directes sur la température du noyau solaire. Leurs propriétés rendent évidemment la détection des neutrinos solaires extrêmement difficile. Il a fallu un réservoir de 380 000 litres de perchloréthylène C2Cl4 (enterré dans une mine à 1 590 m de profondeur pour éviter les effets parasites des rayons cosmiques) pour réussir cette première m [...]
Cycle du carbone (cycle de Bethe)
Cycle du carbone (cycle de Bethe).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Pierre LANTOS : directeur de recherche au C.N.R.S., astrophysicien à l'Observatoire de Paris-Meudon
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ASTROPARTICULES
Dans le chapitre « L'astronomie des neutrinos » : […] Les neutrinos (ν), produits en grande abondance par des processus divers à des énergies qui s'étendent de 10 —5 à 10 15 électronvolts, peuplent l'Univers à raison d'environ 300 par centimètre cube. Sont-ils massifs ? Les mesures directes de leur masse, très difficiles, donnent des limites supérieures, mais plusieurs expériences ont fourni des indications de la présence d'oscillations entre les […] Lire la suite
ATMOSPHÈRE SOLAIRE
Le profil de température de l’atmosphère solaire a longtemps défié l’entendement ; des travaux théoriques récents donnent pour la première fois une explication plausible de son étrange comportement. Le Soleil, étoile banale du type naine jaune, est constitué de trois couches internes entourées d’une atmosphère. Le cœur, où ont lieu les réactions de fusion nucléaire, s’étend jusqu’à un rayon de 140 […] Lire la suite
BAHCALL JOHN NORRIS (1934-2005)
Astrophysicien américain né le 30 décembre 1934 à Shreveport en Louisiane et décédé le 17 août 2005 à New York. De ses travaux, on retient principalement ceux que John Norris Bahcall consacra au Soleil et aux rayonnements cosmiques, notamment les neutrinos, que cette étoile émet. Petit-fils d'immigrés russes issu d'une famille juive modeste, Bahcall entre à l'université de Louisiane pour étudier l […] Lire la suite
CALENDRIERS
Dans le chapitre « Calendriers lunaires et calendriers solaires » : […] La mesure du temps étant essentiellement astronomique, ce sont la Lune et le Soleil qui sont à la base de la constitution des calendriers. L'intervalle de temps qui sépare le passage de la Lune dans la même zone du ciel étoilé – ce que l'on appelle période sidérale – vaut 27,3217 jours = 27 jours 7 heures 43 minutes 11,42 secondes. La période qui est associée aux phases (nouvelle lune et plein […] Lire la suite
COMÈTES
Dans le chapitre « Destin » : […] À chacun de ses passages près du Soleil, une comète peut perdre des couches de plusieurs dizaines de centimètres à plusieurs mètres d'épaisseur. Une fois que la comète a épuisé ses éléments volatils, plus aucune activité n'est observable, et le noyau désormais éteint continue sa trajectoire dans le système solaire, semblable à un astéroïde. Le passage au périhélie peut également être fatal à certa […] Lire la suite
CONJONCTION, astronomie
Position de deux astres dont les longitudes célestes géocentriques ou héliocentriques sont égales. La conjonction est dite conjonction vraie lorsque les deux astres ont également même latitude et se trouvent donc sur un même rayon visuel. L'astre médian provoque alors, le plus souvent, une éclipse . À chaque nouvelle Lune, l'astre est en conjonction avec le Soleil. La Lune invisible nous présente […] Lire la suite
COPERNIC NICOLAS (1473-1543)
Dans le chapitre « Sens et limite d'une révolution » : […] Parmi les grandes œuvres qui jalonnent la route de l'astronomie, celle de Copernic est peut-être la plus contestée. Ainsi ce dernier apparaît-il comme ayant été par deux fois fauteur de troubles. Fauteur de troubles en son temps, parmi les astronomes, les philosophes et les théologiens. Fauteur de troubles aujourd'hui, parmi les historiens des sciences, les uns le considérant, non seulement comme […] Lire la suite
CORONAL MODÈLE
Modèle simple dérivé de l'étude de la couronne solaire et applicable à certains plasmas stationnaires de densité faible et de température électronique élevée. Dans les plasmas peu denses à haute température, l'équilibre thermodynamique est loin d'être réalisé, et les phénomènes d'ionisation et d'excitation ne peuvent plus être décrits par les lois simples de Saha et de Boltzmann. Il est alors néce […] Lire la suite
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8-13 avril 1993 Macédoine. L'« ex-république yougoslave de Macédoine » admise à l'O.N.U.
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6 août - 3 septembre 1985 États-Unis. Deux nouvelles missions pour les navettes spatiales américaines
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Pour citer l’article
Pierre LANTOS, « SOLEIL », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/soleil/