Le soleil:Notre toile la plus proche

Ladoration des anciens pour le soleilLes observations du soleil remontent aussi loin que les origines de lhumanit. Les peuples ont toujours su que le soleil fournit chaleur et lumire, et qu cause de cela il est dune importance vitale.

Certaines civilisations anciennes poussaient la vnration du soleil jusqu la divinit. La vnration du soleil tait trs rpandue en Egypte par exemple.Image: Ricardo Liberato.Le dieu Egyptien du soleil RADe nombreuses information en Franais sur le Dieu RA sont accessible en ligne. Par exemple : http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%AALa civilisation Egyptienne antique est connue pour sa vnration au soleilImage: Wikipedia.

Monuments au soleilLe soleil tait si important dans la vie des hommes que des monuments furent construits pour marquer son passage annuel dans le ciel. Ceux-ci servaient de calendriers, signalant entre autres le changement des saisons et les priodes de plantation et de rcolte.

Certains de ces anciens observatoires, comme Stonehenge en Angleterre, existent toujours aujourdhui.

Ceux-ci aidaient suivre le soleil, mais la connaissance de sa nature tait hors de porte.

Image: Frdric Vincent.Stonehenge a pass le test du tempsLe site de The English Heritage Stonehenge est http://www.english-heritage.org.uk/server/show/nav.16465

Les Grecs anciens et les ArabesLes Grecs anciens ont longtemps cherch la vraie nature du soleil. Certains philosophes ont affirm que ctait une grosse boule de feu, trs loigne de la Terre.

Au Moyen Age, Les Arabes ont calcul la distance Terre-Soleil ainsi que la circonfrence du soleil, et ont prouv que le clair de Lune est la lumire du soleil rflchie. Leurs calculs sont trs proches de ceux que lon accepte aujourdhui. Un astrolabe perse (Iranien), un instrument utilis pour cartographier les positions dobjets celestes. Lastronomie arabe ancienne est un sujet fascinant, suivez ce lien pour une introduction http://en.wikipedia.org/wiki/Islamic_astronomy

Le systme hliocentriqueLa thorie que cest la Terre qui tourne autour du soleil et pas linverse fut imagine par les premiers astronomes grecs, indiens, babyloniens et arabes.

Cette ide fut ranime et popularise en Occident par Nicolas Copernic au 16me sicle. Ce systme hliocentrique allait branler les fondations dune sagesse depuis toujours tablie. Lide que la Terre ntait pas le centre de lunivers tait rvolutionnaire. Pour de plus amples details sur le systme de Copernic (en anglais) http://galileo.rice.edu/sci/theories/copernican_system.html

Et entre le tlescopeEn 1609, Venise, lastronome italien Galile sest procur un objet curieux vendu comme jouet. Ctait une premire version primitive de ce que lon allait appeler plus tard tlescope.

Il la utilis pour observer les taches sombres de la surface solaire. Celles-ci allaient changer avec le temps, de nouvelles laissant la place dautres qui disparaissaient.

Ceci allait lencontre des vues conventionnelles selon lesquelles les cieux taient parfaits et immuables. Image: IYA2009 Secretariat.Les dessins des taches solaires de Galile (de Istoria e Dimostrazioni, Florence 1613).Pour voir des taches solaires en direct avec des tlescopes et sondes spatiales modernes http://sohowww.nascom.nasa.gov/sunspots/

Dissquer le soleilDans les annes 1670, le grand scientifique anglais Sir Isaac Newton a concentr son attention sur le soleil.

En utilisant un prisme, il a divis la lumire du soleil en diffrentes couleurs, quil a ensuite recompos en utilisant un prisme secondaire.

Le soleil tait un objet complexe, mais il tait enfin tudi de manire scientifique. Image: Ricardo Cardoso Reis (CAUP).Un prisme divisant la lumirePour essayer les experiences de prismes de Newton, allez sur http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/newton/

Le soleil et la radiation infrarougeEn 1800, William Herschel observait les taches solaires avec des filtres exprimentaux. Il a t surpris de trouver une grande mission de chaleur en utilisant un filtre rouge.

Cette chaleur tait prsente au-del de la partie rouge du spectre. Elle semblait venir dune sorte de lumire invisible.

Herschel venait de dcouvrir la radiation infrarouge, et il ralisa que le soleil en mettait normment.Image: IYA2009 Secretariat.La radiation Infrarouge peut tre utilise pour voir lempreinte calorifique. Une introduction au Spectre lectro -magntique (en anglais): http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/emspectrum.htmlHerschel tait un astronome zl qui possdait son propre observatoire.

Helio sismologieImage: NOAO/AURA/NSF.Les ondes de ces tremblements de soleil pntrent le soleil diffrentes profondeurs, rvlant ainsi l intrieur du soleil. Pour plus dinformation sur l hlio sismologie, le site HELAS (en anglais): http://www.helas-eu.org/outreach/ L hlio sismologie est ltude des oscillations solaires observes sa surface, pour sonder la structure et la dynamique solaire. Ceci fonctionne de la mme faon que la sismologie terrienne avec ltude des tremblements de terre..Cette technique est comparable celle qui sert dterminer la forme d instruments de musique partir du son quils produisent. Image: B. Richardson (Cardiff University)

Source de la puissance solaireLnergie solaire fut une nigme rsolue seulement au dbut du 20me sicle. On proposait que les tempratures du noyau (cur) taient si chaudes (environ 15 millions de degrs) quune fusion nuclaire y prenait place.

Chaque seconde, 700 millions de tonnes dhydrogne sont transformes en 695 millions de tonnes dhlium. Le reste est transform en nergie qui nourrit le soleil depuis des milliards dannes.Image: Wikipedia.La fusion nuclaire est trs puissante puisque la masse est convertie en nergie. Pour une explication technique de fusion nuclaire (en anglais) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/NucEne/fusion.html

Structure solaire intrieureDans la couche au-dessus du noyau, lnergie est transporte par la radiation. Mais cela prend un milliard dannes un proton pour passer cette zone.

Dans la couche suivante, lnergie est transporte par convection, un peu comme ce qui se passe dans un pot deau en bullition. Le plasma chaud est plus lger, donc il s lve et se refroidit en surface et ensuite retombe.Image: Ricardo Cardoso Reis (CAUP).NoyauZone de radiationZone de convection

Structure solaire extrieureLa couche visible du soleil est appele la Photosphre, et a une temprature denviron 5500 degrs.

Au-dessus, on trouve latmosphre solaire. Sa premire couche est la Chromosphre, visible comme un contour rouge pendant les clipses solaires.

Pendant les clipses on peut aussi distinguer un halo autour du soleil. Cest la couche externe de latmosphre: la couronne. Composition: Ricardo Cardoso Reis (CAUP). Sun Images: SOHO (NASA/ESA)

Le cycle solaireLe cycle solaire est le train-train quotidien de notre toile.

Lactivit solaire a un cycle denviron 11 ans, mais qui peut prendre jusqu 13 ans.

Pendant ce temps, on voit le soleil voluer dune toile calme une toile active trs turbulente, changeant la polarit de ses ples.

Lindicateur dactivit le plus facile dtecter sont les taches solaires. Image: SOHO (NASA & ESA).Un cycle solaire quasi complet, du minimum en 1996, au maximum en 2001, de (presque) retour au minimum en 2006.

Activit solaire Les taches solairesLes taches solaires sont lune des activits solaires recenses les plus anciennes.

Dans ces rgions actives du soleil, des lignes de champs magntiques emprisonnent le plasma solaire, et la convection s arrte. Sans aucun moyen pour transporter l nergie, le plasma se refroidit jusqu 4500 degrs, formant ainsi des taches sombres en contraste avec le reste de la brillante photosphre. Image: Dutch Open Telescope.Un grand groupe de taches solaires, observes en par un tlescope hollandais.

Activit solaire Les jets solairesLes jets sont les phnomnes nergtiques les plus violents du soleil.

En seulement quelques secondes, ces explosions solaires relchent la mme nergie quun milliard de mgatonnes de TNT, ou bien environ 50 milliards de fois plus dnergie que la bombe atomique dHiroshima.

Cette nergie est dtecte dans toutes les longueurs dondes, des ondes radios jusquaux rayons gamma. Image: SOHO (NASA & ESA).Dans cette image ultraviolette du soleil, les jets solaires brille plus que dautres rgions du soleil..

Activit solaire Les protubrances en archeQuand les lignes de champs magntiques remontent au-del de la surface de notre toile, elles attirent avec elles le plasma solaire, formant ainsi des protubrances en arche.

Les lignes de champs supportent le plasma stabilisant ainsi les protubrances. Mais avec le temps, la base de ces arches magntiques se cassent et la plasma nest ainsi plus support.

Flottant ainsi bien au-dessus de la surface solaire, ce plasma peut alors tre libr dans lespace comme une protubrance en ruption. Image: SOHO (NASA & ESA).Une protubrance en ruption tant libre dans lespace.

Activit solaire Les jections des masses coronalesSemblables aux protubrances dans leur gense, les jections de masses coronales (EMC) prennent une route diffrente. Elles sont cres quand les lignes de champs magntiques forme une bulle. Elles se dtachent du soleil, emportant avec elles le plasma solaire.

Voyageant des vitesses entre 200 et 600 kms par seconde, les EMC peuvent atteindre la terre en seulement 2 jours, o elles rentrent en contact avec la magntosphre et latmosphre. Image: SOHO (NASA & ESA).Les aurores polaires sont parmi les pus belles interactions entre lactivit solaire et notre atmosphre.Image: Senior Airman Joshua Strang.Une EMC vue dun des Coronographes SOHO

Activit solaire Les vents solairesLe vent solaire est un jet de vapeur constant charg en particules de la couronne solaire, avec une temprature dun million de degrs et des vitesses denviron 450km/s.Image: ESA, Martin Kornmesser, Lars Lindberg ChristensenL hliosphre et l hliopause.Il voyage au-del de lorbite de Pluton, o il rencontre le vent dautres toiles. Cest la frontire de notre systme solaire, lHliopause.

Certaines observations de vents solaires viennent dtudes de queues de comtes. Pouss par le vent solaire, il se dirige toujours dans la direction oppose au soleil.

Observer de lespaceLobservation solaire a longtemps t limite aux instruments terrestres, mais en ces temps modernes, les observatoires spatiaux nous donnent une multitude de nouvelles informations.

Ces missions observent le soleil travers de nombreuses longueurs dondes et en beaucoup plus de dtails quauparavant.

La mto spatiale et dautres phnomnes sont en constante observation par ces vaisseaux spatiaux vigilants que sont parmi dautres SOHO, Hinode, et STEREO.Image: NASA. Lobservatoire Hliosphrique SOHO de lASE/NASA tudie le soleil depuis lespace.Le site officiel de la mission SOHO (en anglais) http://www.nasa.gov/mission_pages/soho/

Questions pour lavenir Quelle est la taille exacte du noyau?

La dynamo solaire, comment a marche?

Comment est chauffe la couronne?

Comment lactivit solaire affecte-t-elle nos vies quotidiennes?

Avec le temps, ces questions seront probablement rsolues, mais de nouvelles apparaitront! Image: SOHO (NASA/ESA).Observer le soleil en diffrentes longueurs dondes (Ultraviolet et H-alpha) nous donne encore plus dinformation. Image: Observatrio Astronmico U. Coimbra

Lee PullenIYA2009 Secretariat

Ricardo Cardoso Reis(Centro de Astrofsica da Universidade do Porto, Portugal) - Galilean Nights Task Group

Traduction franaise: David Rey, astronome amateur, professeur de Langues Vivantes, Essex, Angleterre

Galilean Nights is a Cornerstone Project of IYA2009http://www.galileannights.org/

ContactCatherine Moloneycmoloney@eso.org

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