Astronomie

ASTRONOMIE

Régulièrement, l'activité "Astronomie" organise des soirées d'observation dans l'observatoire de Garagobie. les animateurs vous donnent des explications éclairées sur les planètes, astres et constellations que vous pouvez observer grâce aux équipements mis à votre disposition.

Nous nous mobilisons en particuluer lorque des évenements importants se produisent : éclipses, passage de corps célestes tels que les comètes. les "nuits des étoiles" constituent un événement récurrent qui retient toute l'attention de notre activité.

Pour commencer, on vous propose de mettre à l'honneur notre étoile, sous la forme de questions / réponses :

1. Où se trouve le Soleil dans la galaxie ? Le Soleil est l’une des centaines de milliards d’étoiles de la Voie Lactée. Il se situe dans le bras local d’Orion, entre les bras majeurs du Sagittaire et de Persée (cf. schéma). Il se trouve à environ 26000 années-lumière du centre galactique autour duquel il tourne en 240 millions d’années environ, à ~220 km/s. La direction vers laquelle il se déplace s’appelle l’apex solaire qui se situe actuellement près de l’étoile Véga (à ~56° sur le schéma) ; le Soleil s’en approche à une vitesse relative de l’ordre de 16 km/s par rapport aux étoiles environnantes.

2. Comment est né le Soleil et est-ce une étoile typique ? L’ensemble du système solaire est un résidu d’une grosse étoile ayant explosé en supernova il y a plus de 5 milliards d’années. Les poussières se sont alors agglomérées en un disque et se sont mises à tourner autour du nouveau soleil. Tous les objets du système solaire (planètes, planètes naines, astéroïdes, comètes…) tournent autour du Soleil, qui concentre 99,97 % de sa masse. La masse imposante du soleil est pourtant tout à fait banale comparée aux autres étoiles : il fait partie de la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russell et est considéré comme une étoile naine !

3. Quelle est la structure du Soleil ? Le Soleil est hétérogène et a une structure en couches. Les plus denses et les plus chaudes sont au cœur et les moins denses en surface. Dans le cas du Soleil, qui est principalement composé de 73,46 % d’hydrogène et de 24,85 % d’hélium, les réactions de fusion dans le cœur génèrent une dilatation qui est compensée par la pression gravitationnelle : c’est l’équilibre hydrostatique. Au-delà du cœur, on distingue successivement d’autres couches : la zone radiative, la zone convective, et la photosphère. Au-dessus, l’atmosphère du Soleil est appelée la couronne solaire. Elle est éclairée par la photosphère et est visible lors d’éclipses totales. Les particules s’échappant de la photosphère et se propageant dans l’espace constituent ce que l’on appelle le vent solaire.

4. Pourquoi le Soleil est-il jaune ? C’est à la surface de photosphère que les photons s’échappent du Soleil, après un voyage d’environ 10 millions d’années au travers des couches plus profondes. La gamme d’énergie des photons s’échappant dans l’espace est très étendue, allant des ondes radio aux rayons gamma en passant par un maximum dans le bleu-vert. Le mélange de l’ensemble des couleurs et sa température de surface d’environ 5800 K lui donnent sa couleur jaune (il est de type spectral G2).

5. Le Soleil a-t-il un champ magnétique ? Oui, entre les zones radiatives et convectives, dans la tachocline, le champ magnétique est principalement généré par la friction de particules chargées. Dans une moindre mesure, les flux de matière de la photosphère y contribuent aussi (ils tournent à différentes vitesses en fonction de la latitude ; en surface, la matière se déplace de l’équateur vers les pôles, et vice versa en profondeur). En période "calme", le Soleil est bipolaire comme la Terre. 5 à 6 ans plus tard, son champ est plus complexe et il est devenu multipolaire. C’est alors que ses pôles principaux nord et sud s’inversent géographiquement puis le Soleil redevient bipolaire et calme après 5 à 6 ans : c’est le fameux cycle de 11 ans.

6. Que sont les taches et les éruptions solaires ? Les taches sont l’un des effets de l’activité solaire non éruptive. Elles sont justement liées au champ magnétique. En période de forte activité solaire, les taches sont nombreuses, et en période d’accalmie elles peuvent être totalement absentes. Elles nous paraissent noires par contraste avec le reste de la surface car elles sont 2000 °C moins chaudes que la photosphère environnante. Les éruptions solaires sont également liées au champ magnétique. Elles peuvent prendre la forme de protubérances ou d’éjections de masse coronale (CME). Les premières se présentent sous forme d’arcs et de jets de plasma à quelques milliers de km de la surface (cf. photo de Jean Jacquinot). Les CME sont en revanche bien plus puissantes et propulsent des particules énergétiques à des vitesses d’environ 300 km/s.

7. Et les aurores polaires ? Lors d’éruptions solaires de type CME, le champ magnétique terrestre dirige les particules solaires incidentes vers ses pôles magnétiques. Celles-ci peuvent exciter et ioniser les atomes de notre atmosphère. Quand ces derniers reviennent à leur état initial, ils peuvent émettre des ondes électromagnétiques dans le domaine visible : ce sont les fameuses aurores polaires.

Fabrice GUITTONNEAU

Sources :

· Le destin de l’univers, Jean-Pierre Luminet, Fayard

· Le système solaire revisité, Jean Lilensten, Eyrolles

· Wikipedia