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phenomenesnaturels
Description du blog :
phénomènes naturels:textes de présentation et images.
Catégorie :
Blog Sciences
Date de création :
07.11.2008
Dernière mise à jour :
13.11.2008
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Par abdellah, le 11.01.2009
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Le Soleil et les vents solaires
Le Soleil et les vents solaires
Publié le 10/11/2008 à 12:00 par phenomenesnaturels
LE SOLEIL
Réactions
Le soleil est né il y a 4,55 milliards d'années, date de l'origine du système solaire.
Cette étoile est la conséquence de l'effondrement gravitationnel d'un nuage d'hydrogène et d'hélium. L'agitation thermique
de ces particules entraîne de la chaleur atteignant les 16 millions de degrés celsius. De telles conditions permettent, lors
d'un choc atomique, de faire fusionner quatre atomes d'hydrogène H pour donner un atome d'hélium He (d'où la réaction
chimique: 4H--->He ). Une grande partie de la masse des quatre atomes est convertie en radiations: chaque seconde, 4
millions de tonnes d'hydrogène H solaire sont converties en rayonnements. L'énergie que le soleil dégage est estimée à une
puissance de 3,9.1026 W (watts), soit l'équivalent d'un milliard de milliards de centrales nucléaires. Mais c'est une perte
d'énergie quasi - négligeable par rapport à ce que contient le soleil ! On pense, aujourd'hui, que le soleil est à la moitié
de sa vie, c'est-à-dire qu'il lui reste environ 4,55 million d'années à vivre encore !
Composition
Le Soleil est une étoile composée de 70 % d'hydrogène, 28 % d'hélium et 2 % d'atomes lourds. Sa puissance énergétique lui
vient de son mécanisme nucléaire, ce qui lui permet d'atteindre la température externe de 5 500°C et une température
interne allant jusqu'aux 16 millions de degrés. Ainsi, le soleil maintient sa taille et sa forme grâce à sa chaleur
importante qui dilate les gaz et l'empêche de s'affaisser sur lui-même tel un soufflé.
Constitution
Le Soleil est tout d'abord une gigantesque boule gazeuse de 1,4 million de kilomètres de diamètre. A sa surface, il existe
une couche gazeuse transparente laissant ainsi passer le rayonnement créé au cœur même du soleil: c'est la photosphère.
Chacune des cellules composant cette couche ont une surface plus grande que celle de la France.
Au-dessus de la photosphère, on peut distinguer encore deux couches gazeuses: la chromosphère et la couronne, couches
difficiles à observer depuis la Terre, en raison de l'éblouissante luminosité dégagée par le Soleil, sauf en période
d'éclipse totale avec la lune.
L'avenir du soleil
Lorsque l'ensemble de l'hydrogène sera brûlé, le cœur du Soleil se refroidira et se remplira progressivement d'hélium. De ce
fait, la matière se dilatera de nouveau afin d'atteindre les 100 millions de degrés qui éjecteront les atomes d'hélium par
l'intermédiaire d'énormes explosions. Ces explosions ravageront sans doute le système solaire et détruirons les planètes
jusqu'aux environs de Mars. Après quoi il ne restera du Soleil qu'un petit noyau de grande densité qui s'éteindra
progressivement afin de devenir une naine blanche.
LES VENTS SOLAIRES
Un peu d'histoire...
En 1950, CHAPMAN et FERRARO ont évoqué la possibilité qu'il y ait des corpuscules électrisés au sein de notre système
solaire. Toujours dans les années 50, L. BIERMAN, détermine la présence de vents solaires en observant que la queue des
comètes qui sont irrémédiablement dirigées à l'opposé du Soleil. Puis en 1958, PARKER précise cette pensée en montrant que
la couronne solaire génère un flux de particules. Il donnera le nom de "brise solaire" à ce flux. Finalement ces affirmations
seront justifiées par la sonde Mariner 2 qui enregistrera la preuve de l'existence d'un vent solaire.
Origine
Le Soleil, comme toutes les étoiles, perd de sa matière. Les couches superficielles disparaissent. Cette disparition est
liée à l'activité nucléaire du soleil. En effet, les éruptions à sa surface projettent des particules à une vitesse très
élevée jusqu'à leur permettre de s'échapper de la force de gravité du Soleil. Lorsque des tempêtes se mettent en oeuvre à
la surface, les particules peuvent atteindre une vitesse multipliée par deux voire trois.
Composition
La composition des vents solaires a notamment pu être précisée grâce à des voiles "solaires" (feuille de papier d'aluminium)
déployées sur la Lune lors des missions Appolo 11 & 12. Puis, les particules recueillies ont été rapportées sur Terre pour
être analysées afin de déterminer la composition de la matière solaire. Il s'agit essentiellement de protons (noyau
d'hydrogène H), auxquels se mêlent quelques ions de deux sortes d'hélium He (sortes qui ont été découvertes lors de cette
étude en laboratoire) et de gaz rares. Le tout crée un flux de 250 millions d'ions par cm3 et par seconde. Le nombre
d'atomes par cm3 diminue très vite à mesure que la distance au Soleil augmente. Soit environ 30 à 60 millions en moins au
niveau de l'orbite de Mercure, 8 à 110 millions au niveau de l'orbite de Vénus et de 4 à 150 millions à quelques km de la
Terre.
Les Caractéristiques
Sa forte température crée une pression d'expansion dirigée vers l'extérieur. Ce qui entraîne l'apparition d'un courant
coronal composé de particules dont la vitesse s'accroît avec la distance, c'est-à-dire à mesure que la force de gravité
diminue. Ainsi, la couronne solaire ne possède pas de limites définies. Ce flux de particules est appelé vent solaire. La
vitesse du vent solaire varie en fonction de l'activité de l'astre au niveau duquel il passe. Donc, quand il passe près de
la terre, elle est de l'ordre de 400 km/s en moyenne. Ainsi, il atteint notre planète en 5 jours. Les vitesses extrêmes
mesurées oscillent entre 200 et 850 km/s. Mais, tout rapide qu'il soit, le vent solaire n'est pas en mesure de porter un
drapeau. C'est pourquoi, les américains lors des expériences Appolo, les astronautes ont dû apporter une plaque rigide aux
couleurs américaines. Quant à sa densité, elle est en moyenne de 5 à 10 particules. Mais l'effet est différent selon s'il
passe auprès d'une planète ayant un champ magnétique, une ionosphère ou au contraire aucun des deux.
- Si la planète à un champ magnétique, celui-ci est comprimé vers l'avant et étiré vers l'arrière, donnant une
magnétosphère dissymétrique comme on en trouve pour la Terre ou Jupiter. Dans ce cas les particules ne parviennent pas à
atteindre la surface de l'astre et sont au contraire repoussées au loin. Cependant, le champ magnétique de la Terre n'est
pas tout à fait parfait car il laisse passer du vent solaire. Les phénomènes créés par ce vent sont les aurores boréales et
australes.
- Par ailleurs, si la planète est protégée par une ionosphère, le vent solaire s'approche de la surface mais se trouve
malgré tout écarté. C'est ce qui se passe sur V énus.
-Enfin, si l'astre ne possède ni champ magnétique, ni ionosphère, les particules contenues dans le vent solaire frappent
directement la surface et provoque une érosion comme sur la Lune. C'est à l'origine de cette couche de poussière où les pas
des cosmonautes resteront imprimés encore quelquetemps.
Tout le système solaire semble se trouver au sein d'une héliosphère où circulent les vents solaires. Celle-ci a pour centre
le Soleil (hélios en grec) et s'étale sur un rayon d'environ 100 unités astronomiques soit 15 milliards de km. A ce niveau,
se place l'héliopause, onde de choc équivalente à la magnétopause dans le cas d'une planète. Ainsi, les vents solaires
transportent dans l'espace interplanétaire les particules du Soleil qui prend alors la forme d'une spirale du fait de la
rotation de l'astre. En fin de compte, les vents solaires soufflent jusqu'aux limites même du système solaire car ils ont
été repérés au niveau de l'orbite de Saturne. Comme il s'agit d'une expansion de la couronne, il est permis de considérer
que la Terre évolue purement et simplement dans la haute atmosphère du Soleil.
Réactions
Le soleil est né il y a 4,55 milliards d'années, date de l'origine du système solaire.
Cette étoile est la conséquence de l'effondrement gravitationnel d'un nuage d'hydrogène et d'hélium. L'agitation thermique
de ces particules entraîne de la chaleur atteignant les 16 millions de degrés celsius. De telles conditions permettent, lors
d'un choc atomique, de faire fusionner quatre atomes d'hydrogène H pour donner un atome d'hélium He (d'où la réaction
chimique: 4H--->He ). Une grande partie de la masse des quatre atomes est convertie en radiations: chaque seconde, 4
millions de tonnes d'hydrogène H solaire sont converties en rayonnements. L'énergie que le soleil dégage est estimée à une
puissance de 3,9.1026 W (watts), soit l'équivalent d'un milliard de milliards de centrales nucléaires. Mais c'est une perte
d'énergie quasi - négligeable par rapport à ce que contient le soleil ! On pense, aujourd'hui, que le soleil est à la moitié
de sa vie, c'est-à-dire qu'il lui reste environ 4,55 million d'années à vivre encore !
Composition
Le Soleil est une étoile composée de 70 % d'hydrogène, 28 % d'hélium et 2 % d'atomes lourds. Sa puissance énergétique lui
vient de son mécanisme nucléaire, ce qui lui permet d'atteindre la température externe de 5 500°C et une température
interne allant jusqu'aux 16 millions de degrés. Ainsi, le soleil maintient sa taille et sa forme grâce à sa chaleur
importante qui dilate les gaz et l'empêche de s'affaisser sur lui-même tel un soufflé.
Constitution
Le Soleil est tout d'abord une gigantesque boule gazeuse de 1,4 million de kilomètres de diamètre. A sa surface, il existe
une couche gazeuse transparente laissant ainsi passer le rayonnement créé au cœur même du soleil: c'est la photosphère.
Chacune des cellules composant cette couche ont une surface plus grande que celle de la France.
Au-dessus de la photosphère, on peut distinguer encore deux couches gazeuses: la chromosphère et la couronne, couches
difficiles à observer depuis la Terre, en raison de l'éblouissante luminosité dégagée par le Soleil, sauf en période
d'éclipse totale avec la lune.
L'avenir du soleil
Lorsque l'ensemble de l'hydrogène sera brûlé, le cœur du Soleil se refroidira et se remplira progressivement d'hélium. De ce
fait, la matière se dilatera de nouveau afin d'atteindre les 100 millions de degrés qui éjecteront les atomes d'hélium par
l'intermédiaire d'énormes explosions. Ces explosions ravageront sans doute le système solaire et détruirons les planètes
jusqu'aux environs de Mars. Après quoi il ne restera du Soleil qu'un petit noyau de grande densité qui s'éteindra
progressivement afin de devenir une naine blanche.
LES VENTS SOLAIRES
Un peu d'histoire...
En 1950, CHAPMAN et FERRARO ont évoqué la possibilité qu'il y ait des corpuscules électrisés au sein de notre système
solaire. Toujours dans les années 50, L. BIERMAN, détermine la présence de vents solaires en observant que la queue des
comètes qui sont irrémédiablement dirigées à l'opposé du Soleil. Puis en 1958, PARKER précise cette pensée en montrant que
la couronne solaire génère un flux de particules. Il donnera le nom de "brise solaire" à ce flux. Finalement ces affirmations
seront justifiées par la sonde Mariner 2 qui enregistrera la preuve de l'existence d'un vent solaire.
Origine
Le Soleil, comme toutes les étoiles, perd de sa matière. Les couches superficielles disparaissent. Cette disparition est
liée à l'activité nucléaire du soleil. En effet, les éruptions à sa surface projettent des particules à une vitesse très
élevée jusqu'à leur permettre de s'échapper de la force de gravité du Soleil. Lorsque des tempêtes se mettent en oeuvre à
la surface, les particules peuvent atteindre une vitesse multipliée par deux voire trois.
Composition
La composition des vents solaires a notamment pu être précisée grâce à des voiles "solaires" (feuille de papier d'aluminium)
déployées sur la Lune lors des missions Appolo 11 & 12. Puis, les particules recueillies ont été rapportées sur Terre pour
être analysées afin de déterminer la composition de la matière solaire. Il s'agit essentiellement de protons (noyau
d'hydrogène H), auxquels se mêlent quelques ions de deux sortes d'hélium He (sortes qui ont été découvertes lors de cette
étude en laboratoire) et de gaz rares. Le tout crée un flux de 250 millions d'ions par cm3 et par seconde. Le nombre
d'atomes par cm3 diminue très vite à mesure que la distance au Soleil augmente. Soit environ 30 à 60 millions en moins au
niveau de l'orbite de Mercure, 8 à 110 millions au niveau de l'orbite de Vénus et de 4 à 150 millions à quelques km de la
Terre.
Les Caractéristiques
Sa forte température crée une pression d'expansion dirigée vers l'extérieur. Ce qui entraîne l'apparition d'un courant
coronal composé de particules dont la vitesse s'accroît avec la distance, c'est-à-dire à mesure que la force de gravité
diminue. Ainsi, la couronne solaire ne possède pas de limites définies. Ce flux de particules est appelé vent solaire. La
vitesse du vent solaire varie en fonction de l'activité de l'astre au niveau duquel il passe. Donc, quand il passe près de
la terre, elle est de l'ordre de 400 km/s en moyenne. Ainsi, il atteint notre planète en 5 jours. Les vitesses extrêmes
mesurées oscillent entre 200 et 850 km/s. Mais, tout rapide qu'il soit, le vent solaire n'est pas en mesure de porter un
drapeau. C'est pourquoi, les américains lors des expériences Appolo, les astronautes ont dû apporter une plaque rigide aux
couleurs américaines. Quant à sa densité, elle est en moyenne de 5 à 10 particules. Mais l'effet est différent selon s'il
passe auprès d'une planète ayant un champ magnétique, une ionosphère ou au contraire aucun des deux.
- Si la planète à un champ magnétique, celui-ci est comprimé vers l'avant et étiré vers l'arrière, donnant une
magnétosphère dissymétrique comme on en trouve pour la Terre ou Jupiter. Dans ce cas les particules ne parviennent pas à
atteindre la surface de l'astre et sont au contraire repoussées au loin. Cependant, le champ magnétique de la Terre n'est
pas tout à fait parfait car il laisse passer du vent solaire. Les phénomènes créés par ce vent sont les aurores boréales et
australes.
- Par ailleurs, si la planète est protégée par une ionosphère, le vent solaire s'approche de la surface mais se trouve
malgré tout écarté. C'est ce qui se passe sur V énus.
-Enfin, si l'astre ne possède ni champ magnétique, ni ionosphère, les particules contenues dans le vent solaire frappent
directement la surface et provoque une érosion comme sur la Lune. C'est à l'origine de cette couche de poussière où les pas
des cosmonautes resteront imprimés encore quelquetemps.
Tout le système solaire semble se trouver au sein d'une héliosphère où circulent les vents solaires. Celle-ci a pour centre
le Soleil (hélios en grec) et s'étale sur un rayon d'environ 100 unités astronomiques soit 15 milliards de km. A ce niveau,
se place l'héliopause, onde de choc équivalente à la magnétopause dans le cas d'une planète. Ainsi, les vents solaires
transportent dans l'espace interplanétaire les particules du Soleil qui prend alors la forme d'une spirale du fait de la
rotation de l'astre. En fin de compte, les vents solaires soufflent jusqu'aux limites même du système solaire car ils ont
été repérés au niveau de l'orbite de Saturne. Comme il s'agit d'une expansion de la couronne, il est permis de considérer
que la Terre évolue purement et simplement dans la haute atmosphère du Soleil.
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