Cinq caractéristiques du soleil

Le soleil n'est qu'une des milliards et des milliards d'étoiles dans la partie de l'univers que nous pouvons voir, mais c'est l'étoile qui donne vie à la Terre, c'est donc celle dans laquelle les humains sont le plus légitimement intéressé. Si des êtres de civilisations d'autres parties de la galaxie communiquent un jour avec nous publiquement, ils briseront probablement toutes les illusions de grandeur que nous pourrions avoir sur notre étoile d'origine.

Bien sûr, ça a l'air gros et chaud d'ici, mais comparé à d'autres étoiles, c'est petit et relativement frais. Il abrite peut-être un système de mondes, mais c'est normal, en ce qui concerne les étoiles. "Rien à voir ici, les amis", pourraient plaisanter les extraterrestres alors qu'ils dirigent leurs nacelles spatiales interdimensionnelles vers des systèmes stellaires plus spectaculaires.

Il n'y aurait pas lieu de se décourager devant une rencontre aussi blasée, si jamais elle se produisait. Les propriétés physiques du soleil ne sont peut-être pas spéciales par rapport à d'autres étoiles, mais ces propriétés ont engendré la vie humaine, et ce n'est pas seulement spécial; c'est miraculeux.

Il existe d'innombrables caractéristiques du soleil à apprécier, mais voici cinq des plus remarquables, ainsi qu'un aperçu de l'avenir du soleil.

Les astrophysiciens classent le soleil comme une naine jaune, ce qui vous donne immédiatement une idée de sa position par rapport aux autres étoiles qui peuplent l'univers, dont certaines sont des géantes. En termes scientifiques, le soleil est classé comme un population I, étoile G2V (V est le chiffre romain 5).

La plupart des étoiles de notre partie de la galaxie sont des étoiles de population I. Ils sont riches en métaux, ce qui signifie qu'ils sont relativement jeunes. Les métaux sont produits pendant les phases de mort des grandes étoiles, et les étoiles de la population I naissent des débris de ces étoiles. Les étoiles de la population I n'ont généralement pas plus de quelques milliards d'années. L'âge du soleil est estimé à 5 milliards d'années.

La lettre G fait référence à la classification spectrale du soleil, qui mesure sa chaleur et sa luminosité par rapport aux autres étoiles. Il existe sept classifications d'étoiles, désignées par les lettres O, B, A, F, G, K et M. O désigne les étoiles gigantesques si chaudes qu'elles émettent de la lumière bleue, et M désigne les étoiles naines froides qui émettent de la lumière dans le domaine infrarouge. En tant que naine jaune, le soleil est en dessous de la moyenne en taille et en température.

Le chiffre romain V signifie que le soleil est une étoile de la séquence principale, ce qui signifie qu'il est au milieu de sa vie, au cours de laquelle la fusion de l'hydrogène en hélium se produisant à son cœur génère une pression suffisante pour empêcher la gravitation s'effondrer. Le chiffre 2 se réfère plus spécifiquement aux caractéristiques spectrales.

La durée pendant laquelle une étoile reste dans la séquence principale dépend principalement de sa masse. Le soleil est dans la séquence principale depuis 5 milliards d'années et y restera encore 5 milliards d'années.

Loin d'être juste une grosse boule de gaz brûlant, le soleil a une structure interne complexe qui forme quatre couches distinctes. Les scientifiques divisent en outre la couche externe, l'atmosphère, en trois sous-couches. Les six couches du soleil comprennent le noyau, la zone radiative, la zone de convection, la photosphère, la chromosphère et la couronne.

Le noyau : La partie la plus chaude du soleil, le noyau, est l'endroit où se produit la fusion de l'hydrogène. Les forces gravitationnelles sont si fortes au cœur qu'elles pressent l'hydrogène dans un liquide avec environ 150 fois la densité de l'eau. La température au cœur est de 15 millions de degrés Celsius, ou 28 millions de degrés Fahrenheit.

La zone radiative : La zone entourant directement le noyau diminue en densité avec l'augmentation du rayon, mais elle est toujours suffisamment dense pour empêcher la lumière de s'échapper. Le rayonnement produit par la réaction de fusion se produisant continuellement au cœur met 100 000 ans à rebondir dans la zone radiative avant de s'échapper dans l'espace.

La zone de convection : La zone de convection est une zone de forte turbulence qui s'étend d'une profondeur de 200 000 km jusqu'à la surface visible. Dans cette zone, la densité tombe à un niveau qui permet à la lumière du noyau d'être convertie en chaleur. Les gaz et plasmas surchauffés montent, se refroidissent et redescendent, formant un chaudron complexe de grosses bulles, appelées cellules de convection.

La photosphère : La couche de l'atmosphère solaire visible depuis la Terre est la photosphère. La température s'est refroidie à 5 800 C (10 000 F). La photosphère est marquée par des éruptions solaires et des taches solaires, qui sont des zones sombres et froides formées lorsque le champ magnétique du soleil perce à la surface.

La chromosphère : Dans la chromosphère, qui s'étend à environ 2 000 km au-dessus de la photosphère, la température s'élève à 20 000 C (36 032 F). Cette couche porte le nom qu'elle porte car la couleur de la lumière émise devient rougeâtre.

La couronne : La couche la plus externe du soleil, la couronne, est généralement invisible, mais elle devient visible depuis la Terre lors d'une éclipse solaire totale. La densité des gaz est environ un milliard de fois inférieure à celle de l'eau, mais la température peut atteindre 2 millions C (3,6 millions F). La raison de cette augmentation n'est pas complètement comprise, mais les scientifiques soupçonnent qu'elle est liée aux orages magnétiques qui s'y produisent constamment.

Pour les autres étoiles de l'univers, le soleil est peut-être un nain, mais pour les habitants de la Terre, il est incroyablement énorme. L'une des caractéristiques du soleil les plus souvent citées est qu'il peut contenir 1,3 million de planètes de la taille de la Terre. Si vous disposiez ces planètes côte à côte, vous auriez besoin de 109 d'entre elles pour couvrir le diamètre du soleil.

En termes de statistiques, le diamètre du soleil est d'environ 1,4 million de km (864 000 miles) et sa circonférence est d'environ 4,4 millions de km (2,7 millions de miles). Il a un volume de 1,4 × 10²⁷ mètres cubes et une masse de 2 × 10³⁰ kilogrammes, soit environ 330 000 fois la masse de la terre.

Même si le soleil est si grand par rapport à la Terre, il est important de se rappeler que les scientifiques ont observé des étoiles plusieurs fois plus grosses. L'une des plus grandes étoiles observées jusqu'à présent est la géante rouge Bételgeuse. Il est environ 700 fois plus gros que le soleil et environ 14 000 fois plus lumineux. S'il prenait la place du soleil, il s'étendrait jusqu'à l'orbite de Saturne.

Le champ magnétique du soleil change de polarité tous les 11 ans, ce qui crée un cycle correspondant d'activité des taches solaires et des éruptions solaires. Au début et à la fin de chaque cycle, l'activité des taches solaires est faible à inexistante, et l'activité est maximale au milieu de chaque cycle.

L'activité de surface du soleil affecte tout le monde sur Terre. Pendant les périodes de forte activité de surface, lorsque les éruptions solaires sont courantes, les aurores deviennent plus prononcées et l'augmentation du rayonnement affecte les communications et peut même constituer un danger pour la santé.

La perturbation la plus connue des éruptions solaires s'est produite en 1859. Connu sous le nom de super flare Carrington, il a perturbé les systèmes télégraphiques mondiaux. Si un tel événement se produisait aujourd'hui, certains scientifiques pensent qu'il provoquerait une catastrophe mondiale.

Parce que l'activité solaire peut avoir un tel impact sur la Terre, les scientifiques la surveillent depuis 1755, date à laquelle le début du premier cycle a été observé. Depuis lors, le soleil a connu 24 cycles complets. Le 25e cycle a commencé en 2019, et la transition depuis le cycle 24 a été inhabituellement calme, un fait qui a intrigué les scientifiques qui suivent l'activité du soleil.

Les astronomes pensent que le soleil et toutes les planètes ont été formés à partir d'un nuage de gaz spatial. Au fur et à mesure que le gaz s'est contracté sous la force de gravitation, il a commencé à tourner, et comme vous pouvez vous y attendre, le soleil continue de tourner. Étant une grosse boule de gaz, cela ne révèle pas facilement ce fait. Les scientifiques le savent parce qu'ils sont capables d'observer le mouvement des taches solaires à la surface.

Parce que le soleil est principalement du gaz, différentes parties de celui-ci tournent à des vitesses différentes. La région équatoriale a une période de rotation de 25 jours, mais la rotation dans les régions polaires prend 36 jours. De plus, le noyau et la zone radiative se comportent comme un corps solide et tournent comme une unité alors que la rotation dans la zone de convection et la photosphère est plus chaotique. La transition entre ces deux zones de rotation est connue sous le nom de tachocline.

N'oubliez pas que le soleil est une étoile de la population I, ce qui signifie qu'il contient des métaux. L'un d'eux est le fer, et la présence de fer dans un corps en rotation est la recette d'un champ magnétique. Le champ magnétique du soleil est environ deux fois plus fort que celui de la Terre, mais comme le soleil est beaucoup plus gros, son champ s'étend beaucoup plus loin. Porté par le flux de particules chargées connu sous le nom de vent solaire, les parties les plus éloignées de ce champ magnétique s'étendent même au-delà du bord du système solaire.

Personne ne sera probablement là, alors voyez-le, mais le soleil finira par se transformer en l'un des objets les plus pittoresques de l'espace - une nébuleuse planétaire. Avant que cela n'arrive, cependant, la naine jaune que nous connaissons et dont nous dépendons grandira et s'étendra jusqu'à ce que son rayon extérieur atteigne au-delà de l'orbite terrestre. Le soleil engloutira la terre, qui cessera d'exister, mais il n'y a aucune tragédie impliquée. C'est exactement ce qui arrive aux étoiles de la taille du soleil.

Contrairement aux très grosses étoiles chaudes, qui s'effondrent sous leur propre poids pour devenir supernova et se contracter en neutrons étoiles ou encore singularités gravitationnelles appelées trous noirs, les étoiles de la taille du soleil vieillissent bien plus calmement.

Lorsque le soleil n'aura plus d'hydrogène pour brûler dans son noyau, il commencera à s'effondrer, mais l'intensification les forces gravitationnelles commenceront le processus de fusion de l'hélium, et l'effondrement se transformera en une nouvelle période de expansion. La coque extérieure montera en ballon jusqu'à presque l'orbite de Mars et se refroidira, et le soleil deviendra une géante rouge.

Lorsque le noyau n'a plus de matériau fusible, il s'effondrera à nouveau, mais l'enveloppe extérieure sera trop éloignée pour être attirée et dérivera simplement. Pendant ce temps, le noyau super chaud enverra des faisceaux de rayonnement ionisant, qui transformeront le nuage diffusant, qui est maintenant une nébuleuse planétaire, en un spectacle de couleurs tumultueux.

Des images bien connues de la nébuleuse de l'hélice, de la nébuleuse de l'anneau et d'autres merveilles interstellaires donnent un avant-goût de ce que réserve le soleil dans environ 5 milliards d'années, à plus ou moins long terme.