C’est notre astre du jour. Si nous le voyons quotidiennement, le public sait finalement peu de chose sur lui. Le Soleil est une étoile comme les autres. Elle est de taille moyenne (il en existe de bien plus grandes mais aussi de bien plus petites), fort heureusement pour nous : avec son gabarit moyen, elle économise ses forces et vivra ainsi 5 milliards d’années encore. De quoi nous laisser le temps de filer vers un autre système stellaire…

Le Soleil est une étoile comme les autres, mais c'est la notre. De taille moyenne, elle a de quoi tenir encore 4 milliards d'années.
Crédit : Denis Joye.

Le Soleil est âgé de 4,5 milliards d’années. Il est situé à près de 150 millions de kilomètres de la Terre. Actuellement, il mesure 1,4 million de kilomètres de diamètre, mais, vu de la Terre, il fait sensiblement le même diamètre que la Lune (un demi-degré de diamètre). C’est ce qui permet à la Lune de l’éclipser parfois totalement.

Vues depuis la Terre, le Soleil et la Lune ont sensiblement le même diamètre. Cette coïncidence permet à la Lune déclipser parfois le disque solaire.
Crédit : Laurent Laveder.

Le Soleil est une gigantesque boule de gaz très chaude d’une masse égale à 330 000 fois celle de la Terre pour un volume 1,3 million de fois plus grand que notre planète ! A lui seul, le Soleil rassemble 99,8 % de la masse totale du Système Solaire. Les gaz qui composent le Soleil sont à 75 % de l’hydrogène (l’élément le plus répandu dans l’Univers) et à 25 % de l’hélium. On trouve aussi de très faibles pourcentages d’autres éléments (en tout, 0,1 % à peine).

Lorsque l'on observe le Soleil en filtrant sa lumière, son aspect peut être tout autre. Ici, un filtre Ha permet de mettre en évidence la chromosphère.
Crédit : BASS 2000.

La source d’énergie qui alimente le Soleil se trouve en son centre. Ce sont des réactions nucléaires de fusion qui transforment les atomes d’hydrogène en atomes d’hélium, dégageant à chaque réaction une infime quantité d’énergie. Un milliard de ces réactions produit une énergie d’un milliardième de wattheure. C’est encore très peu comparé aux 60 Wh d’une ampoule électrique, mais, dans le Soleil, ce sont 700 millions de tonnes d’hydrogène qui sont convertis chaque seconde en 695 millions de tonnes d’hélium. La différence de masse est convertie en énergie et produit chaque seconde 400 milliards de milliards de mégawattheures ! Si la quantité de matière consommée chaque seconde paraît phénoménale, le Soleil est suffisamment massif pour entretenir sa chaudière nucléaire pendant 9 milliards d’années consécutives avant de venir à manquer d’hydrogène.

Dans 4,5 milliards d'années, le Soleil en manque de carburant nucléaire se transformera en géante rouge. Il soufflera la moitier de son atmosphère pour former une nébuleuse planétaire (ci-dessus, nébuleuse du spirographe).
Crédit : HST, NASA.

La surface du Soleil tourne en 25 jours à l’équateur et 36 jours aux pôles. Cela tient au fait que c’est une boule de gaz et qu’il n’y a donc pas, contrairement aux planètes solides, un effet d’entraînement uniforme.

Le Soleil est divisé en 4 couches :

• La photosphère a une épaisseur de 500 km. C’est ce que nous pouvons qualifier de surface du Soleil. Sa température est d’environ 5500°C.

• La zone convective est située sous la photosphère et mesure 100 000 km d’épaisseur. Cette région contient la matière qui, chauffée près du centre, monte pour se refroidir au contact de la photosphère avant de replonger à nouveau (comme dans une casserole d’eau bouillante). C’est donc une zone d’intense brassage de matière et d’énergie.

• La zone radiative est coincée entre le cœur et la zone convective. Elle représente 60 % du rayon du Soleil. La chaleur est évacuée du cœur par le biais de la lumière. Il n’y a pas de mouvement comparable à la zone précédente.

• Le cœur est la région dans laquelle se produisent les réactions nucléaires. Il représente 25 % du rayon solaire. Sa température est de 15 millions de degrés et la pression égale à 250 milliards de fois celle de l’atmosphère terrestre.

La granulation solaire est une des structures observables au niveau de la photosphère, c'est-à-dire la surface visible du Soleil. Cette granulation est le témoin du phénomène de convection qui agite en permanence la surface du solaire.
Crédit : G. Scharmer, Swedish Vaccum Solar Telescope.

L’atmosphère du Soleil est séparée en 2 parties :

• La chromosphère mesure 2500 km de haut. Elle est appelée ainsi à cause de sa couleur rouge vive, visible en particulier au moment des éclipses totales de Soleil. C’est dans cette zone que l’on peut apercevoir les protubérances (ce sont des jets de plasma circulant dans les boucles de champ magnétique).

• La couronne s’étend au-delà de 4 fois le diamètre du Soleil. C’est la grande couronne grise visible au moment d’une éclipse totale. La couronne est très ténue. On y trouve des particules émises par le vent solaire. Fait encore inexpliqué, sa température est anormalement élevée : 1 million de degrés.

Cette séquence (qui couvre 2h30 de temps) que l'on doit au satellite solaire SOHO montre les rapides changement qui s'opèrent au niveau de la couronne solaire à l'occasion des éjections de matière coronnale.
Crédit : SOHO, ESA, NASA.

Tous les 11 ans en moyenne, le champ magnétique s’inverse : le pôle nord magnétique devient le pôle sud magnétique, et inversement. Au cours de ce cycle, on observe plus ou moins de taches solaires. Ce sont des régions de la photosphère plus froides que le reste, donc moins lumineuses : par contraste, elles paraissent sombres. C’est l’entortillement du champ magnétique solaire qui est l’origine de ces taches. Ce champ passe par des maxima, et c’est à ce moment que les taches sont les plus nombreuses. La couronne change elle aussi d’aspect : plus circulaire et uniforme au moment des maxima, elle présente lors des minima des petits jets aux pôles et de larges extensions équatoriales.

Les taches solaires apparaissent selon un cycle moyen de 11 ans. Ce sont des zones plus froides que le reste de la surface solaire d'environ 1000° C . Elles sont donc plus sombres que la photosphère.
Crédit : BASS 2000.

Soleil |Mercure|Vénus|Terre|Mars|Jupiter|Saturne|Uranus|Neptune|Pluton
Astéroïdes|Comètes