Soleil

Figure 1. Une image du Soleil.

Le Soleil est l'étoile au centre de notre système solaire. Il est composé principalement d'hydrogène (environ trois quarts de sa masse totale) et d'hélium (environ un quart de sa masse totale). Le reste de sa masse est constitué d'autres éléments, trouvés en quantités beaucoup plus faibles, représentant un peu moins de deux pour cent de sa masse. Ces éléments comprennent le carbone, l'azote, l'oxygène, le néon, le magnésium, le silicium, le soufre et le fer. Plus de 50 autres éléments se trouvent à l'état de traces. La température de la surface du Soleil est de 5778 K, (5505°C).

Énergie du Soleil

L'énergie du Soleil est vitale pour la vie sur Terre. Elle permet non seulement à la vie d'exister, mais sert également de source principale d'énergie utilisée par les êtres humains. La biomasse, les combustibles fossiles et certaines énergies renouvelables telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire proviennent du Soleil. Les combustibles fossiles sont simplement de l'énergie solaire stockée sous une forme secondaire. L'énergie originale du Soleil est capturée par la photosynthèse et stockée dans des liaisons chimiques lorsque les plantes poussent. Cette énergie est ensuite libérée des millions d'années plus tard quand ces plantes sont transformées en combustibles fossiles. Tous les combustibles fossiles sont en fin de compte de l'énergie provenant de la lumière du soleil. L'énergie solaire est cruciale pour la Terre. Même après avoir traversé des centaines de kilomètres de l'atmosphère terrestre, le rayonnement solaire qui atteint la Terre possède une quantité d'énergie significative. À sa pleine intensité, l'énergie solaire à la surface de la haute atmosphère est d'environ 1367 W/m ² . Étant donné que seulement la moitié de la Terre fait face au Soleil, que différentes quantités de lumière solaire frappent différentes latitudes et que la lumière du soleil doit traverser les couches de l'atmosphère, la puissance moyenne constitue environ 340 W/m².

En plus de fournir de l'énergie, le rayonnement solaire réchauffe la Terre, la rendant habitable (la structure de l'atmosphère assure également que le budget énergétique de la Terre maintient une température contante et habitable). Le Soleil crée également des conditions météorologiques, des courants océaniques et des flux d'air.

Couches du Soleil

Des satellites ont été lancés pour étudier le soleil en permanence. Ces satellites observent le Soleil dans une variété de longueurs d'onde, ce qui aide à créer une image décrivant le fonctionnement interne du Soleil. On pense que le Soleil est composé de 6 régions différentes:

• Noyau : Le cinquième intérieur du rayon solaire est connu comme son noyau. C'est à l'intérieur du noyau que la fusion nucléaire se déroule, et c'est donc là d'où provient l'énergie solaire. Le noyau possède une concentration élevée d'atomes d'hydrogène qui sont poussés vers le centre du Soleil par la gravité. Lorsqu'un grand nombre d'atomes d'hydrogène sont forcés dans une petite région où ils se réchauffent à une température d'environ 13,6 millions de degrés à l'intérieur du noyau. Lorsque les atomes d'hydrogène sont chauffés à ces températures, ils se déplacent de plus en plus vite, s'heurtant plus fréquemment. Lorsque les atomes d'hydrogène en mouvement rapide entrent en collision, ils déclenchent parfois une réaction de fusion nucléaire grâce à l'utilisation de l'effet tunnel.
• Zone radiative : Cette couche est la zone qui entoure le noyau. L'énergie produite par le processus de fusion nucléaire dans le cœur se présente sous la forme de photons de haute énergie. Ces photons se déplacent vers l'extérieur par le processus radiatif. Ces photons se déplacent rapidement - à la vitesse de la lumière - mais leur collision fréquente avec d'autres particules entraîne un mouvement très lent hors de la zone radiative car ils ne prennent pas de chemin droit vers l'extérieur.
• Zone de convection : Cette zone forme la couche externe du Soleil. L'énergie est transférée très rapidement dans cette zone par la convection. Le gaz plus chaud de la zone radiative se dilate et monte à travers la zone de convection. Il peut le faire car la zone convective est plus froide que la zone radiative et donc moins dense. Lorsque le gaz monte, il refroidit également et commence à redescendre. Au fur et à mesure qu'il se rapproche de la zone radiative, il se réchauffe et monte. Ce processus se répète, créant des courants de convection.
• Photosphère : Cette partie du Soleil est une couche mince, et c'est là où la lumière est émise. Par conséquent, la photosphère est la couche du Soleil que nous voyons depuis la Terre.
• Chromosphère : Il s'agit d'une couche de gaz rouge-orange. Généralement, elle ne peut pas être vue à l'œil nu, car la lumière de la photosphère la recouvre. Cependant, lors d'une éclipse solaire, elle se voit. Elle peut également être visible dans les proéminences.
• Couronne solaire : Il s'agit d'une légère couche de plasma entourant la surface du Soleil. Elle ne peut être vu à l'œil nu que lors d'une éclipse solaire. Les températures dans la couronne peuvent frôler deux millions de degrés.

Figure 2.Voici un modèle tridimensionnel du Soleil fourni par la NASA. Faites glisser l'image pour regarder le Soleil sous angles différents.

En savoir plus

Pour plus d'informations sur l'énergie provenant du Soleil, consultez:

• Fusion nucléaire au Soleil
• Radiation solaire
• Insolation

Pour plus d'informations sur l'importance de cette énergie pour la Terre, consultez:

• Énergie solaire pour la Terre
• Température de la Terre
• Énergie solaire