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Le soleil, notre étoile

Indispensable au maintien de la vie sur Terre, le Soleil a fait l’objet de cultes avant d’être ramené au rang d’étoile parmi les autres. Quand et comment s’est-il formé et quand s’éteindra-t-il ? De quoi est-il constitué ?

Le soleil, notre étoile

Le Soleil est le grand orchestrateur des jeux de lumière et de couleurs que nous contemplons dans le ciel et sur Terre. Il n’est qu’une banale étoile. Depuis l’aube de l’humanité, alors que le Soleil paraissait unique dans l’Univers, comment ne pas être fasciné par la puissance qu’il dégage et le mystère de sa relation avec les hommes et la nature ? Pour les civilisations anciennes de tous les continents, ce ne pouvait être qu’un dieu. Utu chez les Sumériens quatre mille ans avant notre ère, il devint Râ (ou Rê) chez les Égyptiens mille ans plus tard. Puis ce fut Aton, au xive siècle avant notre ère, lorsque Aménophis IV érigea le culte du Soleil en religion d’État (1). Modestement, le pharaon prit d’ailleurs le nom d’Akhénaton, s’adressant au dieu en ces termes :

« Tu apparais en beauté dans l’horizon du Ciel,
Disque vivant qui a inauguré la vie (...),
Ô Dieu unique qui n’a point un autre au-dessus de lui,
Tu as créé l’Univers selon ton coeur (...) »

Au xviie siècle, le roi Louis XIV choisit lui aussi le Soleil comme emblème, personnifié dans la mythologie grecque par Apollon, dieu des Arts. De nos jours, la valeur symbolique du Soleil demeure dans notre inconscient. Pour l’illustrer, citons par exemple quelques titres de chansons : « Soleil levant, Soleil couchant », « Soleil brûlant », « Soleil leu », « Soleil noir » « Soleil de minuit », « Soleil de ma vie », « Soleil de pluie »... Le Soleil, toujours une superstar, en somme ! 

 

GRANDEUR ET DÉCADENCE

Le Soleil est né il y a 4,5 milliards d’années. Comme toutes les étoiles, il s’est formé à partir d’un nuage de gaz interstellaire qui s’est contracté sous l’effet de la gravitation. La température et la densité de la boule de gaz ainsi produite ont alors augmenté jusqu’à ce que le coeur soit assez chaud pour que des réactions nucléaires s’y produisent. Dans environ cinq milliards d’années, le Soleil aura épuisé son carburant, essentiellement de l’hydrogène. Alors son coeur se contractera et les couches extérieures se dilateront. Il deviendra une géante rouge puis une naine blanche dont la taille sera comparable à celle de la Terre, mais dont la densité sera supérieure à une tonne par centimètre cube. 


Photographie du Soleil prise le 30 mars 2010 par SDO (Solar Dynamic Observatory), un engin spatial de la NASA, dont la mission est d’étudier les processus dynamiques au sein du Soleil. Cette image, prise dans l’extrême ultraviolet, est en fausses couleurs : du bleu pour les températures les plus élevées (supérieures à 1 million de degrés) au rouge pour les moins élevées (environ 6 000 degrés). On distingue (en haut à gauche) une gigantesque éruption solaire.    

 

UN GIGANTESQUE RÉACTEUR NUCLÉAIRE QUI ÉMET DE LA LUMIÈRE

La puissance lumineuse rayonnée par le Soleil est colossale (ci-contre). Un scientifi que a fait un calcul étonnant : cette puissance serait suffisante pour faire fondre un pont de glace de trois kilomètres de large reliant le Soleil à la Terre ! D’où provient cette énergie ?

Le Soleil est constitué presque aux trois quarts d’hydrogène dont les atomes fusionnent en atomes d’hélium. Cette réaction nucléaire produit l’énergie que notre astre rayonne. En réalité, c’est la perte de masse accompagnant cette réaction qui est à l’origine de l’énergie dégagée car, selon la célébrissime formule d’Einstein : E = mc2 (où c est la vitesse de propagation de la lumière), il y a équivalence entre masse et énergie. Le facteur c2 qui vaut presque 100 millions de milliards, est phénoménal. Pour fi xer les idées, la transformation de 1 kilogramme d’hydrogène en hélium libère l’équivalent en énergie de 7 grammes de matière, soit 180 millions de kilowattsheure. Au total, le Soleil produit 400 millions de milliards de milliards de watts, soit l’équivalent de la production de 40 millions de milliards de centrales nucléaires classiques de 10 gigawatts (soit 10 milliards de watts).

Sur Terre, la quantité d’énergie solaire qui atteint une surface de 4 km2 en un jour d’été ensoleillé représente environ la puissance d’une bombe atomique du type Hiroshima. Heureusement, non seulement près de 60 % de cette énergie solaire est directement renvoyée dans l’espace, mais sa répartition homogène ne nous expose pas à d’autres risques qu’un bon coup de soleil !

 

Curriculum vitae du Soleil
. naissance : Il y a 4,5 milliards d’années.
. durée de vie : Environ 10 milliards d’années.
. taille : 696 000 km de rayon (soit 109 fois celui de la Terre).
. masse : 2 milliards de milliards de milliards de tonnes (soit 333 000 fois celle de la Terre).
. densité : 158 tonnes par mètre cube.
. composition (pourcentages en masse) : 73,5 % d’hydrogène, 24,9 % d’hélium (et de faibles pourcentages d’oxygène, de carbone, de fer, de néon, etc.).
. température : 5 600 °C à la surface, 15 millions au centre.
. puissance rayonnée dans tout l’espace : 400 millions de milliards de milliards de watts.
. distance depuis la Terre : 149 598 000 km.

 

(1) Sur le trône de Toutankhamon, les rayons émanant du disque solaire Aton se terminent par des signes de vie caractéristiques de l’époque amarnienne.  

 

Alexandre Marsat

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