Par Kevin Beck – Mis à jour le 24 mars 2022

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Que vous vous considériez ou non comme un passionné d’astronomie, le Soleil – une étoile qui émet à la fois des températures dangereusement élevées et l’énergie vitale qui alimente notre planète – captive depuis longtemps la curiosité humaine. Pourtant, le Soleil n’est pas une boule de lumière uniforme; il s'agit d'un système complexe à plusieurs niveaux que les scientifiques ont cartographié avec des détails remarquables, même de notre point de vue lointain.

Le Soleil et le système solaire

Le Soleil se trouve au cœur de notre système planétaire et représente 99,8 % de la masse totale. Son attraction gravitationnelle maintient les huit planètes, planètes naines, lunes, astéroïdes et comètes sur leurs orbites. Pour rappel, Mercure termine une orbite en 88 jours terrestres, tandis que Neptune met 165 années terrestres pour faire le tour du Soleil. Avec un âge d'environ 4,5 milliards d'années, le Soleil est une naine jaune relativement ordinaire (classe spectrale G2) située à environ 26 000 années-lumière, soit environ 156 000 aly, du centre galactique. Une année-lumière équivaut à environ 6 000 milliards de milles, de sorte que même la planète la plus éloignée, Neptune, à près de 2,8 milliards de milles (≈1/2 000 d'année-lumière), est toujours très proche de notre étoile en termes cosmiques.

Le Soleil n’est pas seulement une fournaise; il entraîne également un puissant courant électrique interne qui génère un champ magnétique. Ce champ se propage dans l'espace sous la forme du vent solaire, un flux de particules chargées qui remplit l'héliosphère et interagit avec les magnétosphères planétaires.

Le Soleil est-il une étoile ?

Formellement, le Soleil est une étoile G2, l'une des classes de température moyenne de la séquence O – B – A – F – G – K – M. Sa température de surface est de 5 780 K, tandis que celle du noyau atteint environ 15,5 à 15,7 millions de K. La densité du Soleil – environ 1,4 gcm⁻³ – reflète son état de plasma, un gaz hautement ionisé. Il a une masse de 1,989×10³⁰kg et un rayon de 6,96×10⁸m; la lumière traverse le diamètre du Soleil en un peu plus de deux secondes. La luminosité totale du Soleil est de 3,85 × 10²⁶W, fournissant environ 1 340 Wm⁻² à la Terre. Bien que modeste comparé aux étoiles les plus brillantes, le Soleil est plus massif que 95 % des étoiles connues, soulignant sa relative jeunesse et sa vigueur.

La structure interne du Soleil

L'intérieur du Soleil est divisé en quatre régions clés :

• Noyau – S’étendant sur environ un quart du rayon du Soleil, le noyau est l’endroit où la fusion de l’hydrogène produit de l’hélium et libère de l’énergie. La température ici dépasse 15 millions de K.
• Zone Radiative – Du bord extérieur du noyau jusqu’à environ 70 % du rayon, l’énergie se déplace vers l’extérieur par rayonnement. Étant donné que les photons sont absorbés et réémis de manière répétée, il faut plusieurs centaines de milliers d'années pour que l'énergie se diffuse à travers cette couche.
• Zone convective – Occupant le quart le plus externe du Soleil, cette région a des températures autour de 2 millions K à sa base. L'énergie est transportée par convection :le plasma chaud monte, refroidit et descend, ce qui rend cette couche très dynamique.
• Photosphère – La surface visible du Soleil, d’une épaisseur d’environ 500 km seulement. La lumière s'échappe ici et la température diminue légèrement de la base de la photosphère (~7 500K) jusqu'à la surface (~5 780K). C'est la couche que nous voyons à l'œil nu.

Couches externes :chromosphère et couronne

Au-delà de la photosphère se trouve l'atmosphère du Soleil, composée de deux couches :

• Chromosphère – S'étendant entre 2 000 et 10 000 km au-dessus de la photosphère, sa température chute d'abord avant de remonter en raison de l'activité magnétique.
• Corona – La couche la plus externe, atteignant des températures de 1 à 2 millions de K. Bien qu'extrêmement ténue (≈10 atomes cm⁻³), la couronne s'étend sur plusieurs rayons solaires et est parcourue de lignes de champ magnétique qui guident les flux de vent solaire.

Phénomènes de surface

L’activité solaire près de la surface se manifeste par des taches solaires – des régions plus froides (≈4 000 K) dans la photosphère – et des éruptions solaires – des libérations explosives d’énergie à travers le spectre électromagnétique qui peuvent durer de quelques minutes à une heure. Ces événements, provoqués par la reconnexion magnétique, façonnent la météo spatiale et influencent la magnétosphère terrestre.

En résumé, le Soleil est une étoile dynamique en couches dont le noyau, les zones radiatives et convectives génèrent l'énergie que nous observons, tandis que sa photosphère, sa chromosphère et sa couronne forment une atmosphère complexe qui interagit avec l'ensemble du système solaire.