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Le
Soleil
Notre
étoile
La
boule lumineuse qui nous éclaire durant la journée est en
réalité une étoile comme toutes celles que tu peux voir la nuit
dans le ciel, à la seule différence qu'elle est beaucoup
plus rapprochée que les autres, pour être précis 272000 fois plus proche que
l'étoile Proxima du Centaure !
Comme
toutes les étoiles, le Soleil est une immense boule de gaz très
chaude dont la température est d'environ 6000°C en surface mais elle atteint des
millions de degrés au coeur de l'étoile. |
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Sa matière
est essentiellement constituée de vapeurs d'hydrogène incandescentes
avec un peu d'hélium. Le Soleil est gazeux en surface mais il
devient rapidement fluide et même solide au profondeur en raison
des très fortes pressions qu'il y règne. Mais tout cela se fait
progressivement. Le Soleil tourne donc sur
lui-même presque comme un corps solide. A l'équateur par exemple, la surface du Soleil tourne
sur elle-même en 25.4 jours alors qu'au pôle sa rotation dure 32
jours.
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Le
Soleil étant une boule de gaz lumineuse, il n'a pas de surface solide comme la Terre ou Mars.
Enfait, si on avait les moyens d'aller observer le Soleil de près, tu
constaterais que sur place, la surface solaire, celle que tu dessines
comme un cercle jaune, n'existe pas. Sa densité est tellement faible,
qu'elle ressemble au vide. En réalité, tu pénétrerais dans le Soleil
comme dans de la vapeur très légère, mais excessivement chaude !
Tout
ce gaz reste sous la forme d'une sphère car il est prisonnier du Soleil. En effet avec
une masse 330000 fois supérieure à celle de la Terre et un diamètre 109
fois plus grand que celui de la Terre, sa force de gravité est si
élevée qu'il empêche le gaz de s'échapper dans l'espace. C'est pourquoi il
forme une sphère. En surface toutefois, malgré la forte gravité
(tu pèses 28 fois ton poids sur le Soleil, soit environ 1 tonne !), la pression devient si
faible que la matière peut s'échapper dans l'espace sous forme
de protubérances.
Ainsi chaque seconde le
Soleil perd plusieurs millions de tonnes de matière dans l'espace, mais
heureusement pour nous il dispose de réserves pour 5 milliards d'années
encore !
Etant
donné que le Soleil est immense et contient beaucoup de matière, dans le noyau
cette matière subit une pression colossale et une chaleur si intense, de
l'ordre de 15 millions de degrés (contre 6000 degrés seulement au centre
de la Terre), qu'il se produit des réactions nucléaires similaires à
celles qui engendrent les explosions atomiques ! C'est l'énergie
libérée par toutes ces explosions qui crée la chaleur du Soleil. |
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Le
Soleil
ets tellement grand que le système Terre-Lune tout entier
tiendrait aisément dans son atmosphère ! Par clarté les
dimensions de la Lune et de la Terre ont été fortement exagérées,
sans quoi ils n'auraient même pas la taille d'une tête d'épingle
! |
Le
Soleil émet aussi des particules (protons, électrons) qui perturbent
parfois les
communications radios sur Terre ou donnent naissance aux aurores polaires.
Et comme nous l'avons expliqué, si ce rayonnement contient beaucoup
d'énergie, après une longue exposition, il peut provoquer des mutations génétiques (et
des cancers). On peut vraiment dire
que le Soleil influence la vie sur Terre...
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Les
taches solaires
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Trois
aspects différents de la surface du Soleil que l'on
peut observer avec un grand télescope. A gauche, un
minuscule pore sombre perdu dans les "grains de riz"
dont la surface est égale à celle de la France. Au
centre une belle tache solaire aussi grande que la
Terre. A droite un gros-plan sur une grande tache
solaire visible à l'oeil nu le 15 juillet 2002.
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La
surface du Soleil présente des taches sombres dont la quantité varie
selon un cycle de 11 ans. Ces taches représentent des zones un peu plus
froides de la surface solaire où émerge la matière qui vient des
profondeurs. Leur dimension est souvent supérieure à celle de la Terre
et il parfois elles sont même visibles à l'oeil nu si tu observes le
Soleil à travers un filtre !
Comment
observer le Soleil ?
Si
tu veux observer le Soleil, demande l'aide de tes parents afin de
l'observer sans danger. Tu ne peux jamais observer directement le
Soleil, que ce soit avec une loupe, des jumelles, une lunette
ou un télescope car tu risques de devenir
aveugle. Si tu diriges une lunette astronomique vers le Soleil, l'objectif
et l'oculaire vont concentrer la lumière qui va devenir très chaude et si tu as déjà utilisé une loupe, tu sais
à quel point la lumière concentrée est capable de brûler n'importe
quel objet. Donc Soleil = Danger. Avec une lunette ou télescope c'est comme si tu utilisais une loupe
géante et très puissante pour regarder le Soleil ! Rappelle-toi toujours que tu ne peux donc jamais
l'observer sans précaution, sinon c'est l'hôpital assuré !
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Insistons
un instant sur la manière dont tu peux observer le Soleil en toute
sécurité car c'est important pour ta santé. Si
tu veux regarder le Soleil à travers un télescope tu ne peux pas
utiliser tes lunettes de soleil car elles transmettent encore beaucoup
trop de lumière. Même un film transparent exposé à la lumière ou plusieurs filtres gris superposés n'offrent pas suffisamment de
sécurité. Tu ne peux pas les utiliser car ce film va fondre et les verres risquent de se
fendre ou d'exploser sous la chaleur !
Il
existe plusieurs méthodes pour observer le Soleil sans être ébloui et
en toute sécurité, avec par ordre de préférence :
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Le filtre Mylar comme ceux présentés à droite
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L'observation par projection sur un écran
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L'hélioscope d'Herschel
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Le filtre interférentiel.
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Le
filtre Mylar se place sur l'objectif de la lunette ou à l'entrée
du tube du télescope. |
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La
solution idéale et la moins cher est d'utiliser un filtre spécial
réalisé en Mylar, une sorte de feuille d'aluminium que tu peux
facilement découper à n'importe quelle dimension pour l'adapter sur
n'importe quel objectif. Cette feuille de Mylar ne laisse passer
qu'un rayon sur 100000 et est spécialement conçue pour observer le
Soleil. Tu la trouveras dans tous les magazins d'astronomie.
Si
tu disposes de jumelles, d'une lunette ou d'un télescope, tu dois
attacher cette feuille de Mylar devant l'objectif, jamais sur l'oculaire
car la lumière y est trop concentrée et brûlerait la feuille
métallisée. Attache-là comme tu peux devant le télescope, avec du
papier collant ou un élastique ainsi que l'illustre l'image de gauche. Ne t'inquiète pas si la feuille est un
peu chiffonnée ou gondole, cela ne provoque aucun effet sur l'image. |
Une
fois la feuille en place, tu pourras seulement viser le Soleil et observer les taches
solaires en toute sécurité. Profites-en
également pour recouvrir le viseur avec un bouchon ou un morceau de Mylar
car il n'est pas protégé et le réticule placé au centre (la croix) risque de se
décoller sous la chaleur.
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La
deuxième solution consiste à projeter l'image du Soleil sur un
écran en carton ou en métal placé derrière l'oculaire, à environ
30 ou 50 cm de distance. Cet écran doit si possible être blanc pour
faire ressortir les taches solaires. Dans ce système il n'y a pas de
filtre; tu ne dois donc jamais regarder le Soleil à travers la lunette ou
le télescope. Tu dois essayer de trouver le Soleil en bougeant doucement
l'instrument. Dès que l'image projetée devient très brillante, tu n'es
pas loin du Soleil. Bouge encore légèrement l'instrument jusqu'à ce que
le disque apparaisse sur l'écran.
Cette
solution est idéale si tu veux montrer les taches solaires à tes copains
et copines. Seul inconvénient, certaines lunettes astronomiques bon
marché ne supportent pas la chaleur intense et tu risques de décoller
les lentilles de ton objectif. Dans ce cas il vaut mieux observer le
Soleil en fin d'après-midi lorsque sa lumière est moins intense. Avec
les télescopes à miroir il n'y a aucun problème de ce type car la
lumière se réfléchit sur le miroir. Mais fais tout de même
attention aux oculaires car ils vont vite chauffer et peut-être
s'abîmer s'ils sont de mauvaise qualité. |

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Tu
peux également acheter un hélioscope d'Herschel. C'est un renvoi
en diagonal que tu places juste avant l'oculaire. Il dispose d'un prisme
ou d'un miroir semi-réfléchissant placé à 45° qui renvoie vers l'extérieur
plus de 99% de la lumière solaire. Seul 1% de la lumière traverse
l'oculaire. Tu peux ainsi observer le Soleil en
ajoutant simplement un filtre gris sur l'oculaire. Dans cette
configuration tu ne risques pas de t'abîmer les yeux ni de faire fondre
ou exploser le filtre car la lumière n'est plus intense ni chaude. Cet accessoire est toutefois assez difficile à trouver car il
est de moins en moins utilisé.
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La
dernière méthode est le filtre interférentiel.
C'est une technique un peu différente, très spéciale, qui
demande un accessoire très cher car il demande beaucoup de temps
pour être fabriqué et testé en
laboratoire. C'est un filtre qui ressemble à une boîte ronde que tu fixes à la place de l'oculaire du télescope. Il isole une
infime partie de la lumière du Soleil, ce qu'on appelle une raie
spectrale située dans la partie rouge du spectre, c'est la raie
de l'hydrogène alpha.
Dans
cette lumière qu'on appelle monochromatique (une seule couleur)
le Soleil apparaît tout rouge et tu peux observer les régions
brillantes et actives (les taches solaires) sur la surface du Soleil ainsi que les
protubérances, les grandes éruptions de gaz, ces immenses
flammes souvent plus grandes que la
Terre, qui jaillissent lentement de sa surface. C'est un spectacle fascinant
!
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Les
éclipses de Soleil
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Tous
les deux ans environ, il se produit une éclipse totale de Soleil quelque
part sur la Terre, en Afrique, en Asie, en Amérique et parfois en Europe
comme ce fut le cas le 11 août 1999.
Comment se
produit une éclipse ? Il y a longtemps, on pensait qu'un dragon
"mangeait" le Soleil et on pensait qu'en lui faisant peur et en
criant ce dragon allait se retirer et rendre le Soleil. Et de fait, au
bout de quelques minutes le Soleil revenait... Aujourd'hui évidemment
nous savons que tout cela est faux et fait partie du folklore. |

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En
réalité c'est la Lune qui vient s'interposer juste dans l'axe entre le
Soleil et la Terre. Par un heureux hasard son diamètre cache exactement
celui du Soleil. Lorsque les trois corps sont parfaitement alignés, durant
quelques minutes on peut observer la couronne qui entoure le Soleil. C'est
une région très vaste qui représente l'atmosphère extérieure du
Soleil dont la densité est extrêment faible. Elle est si faible que la
lumière du Soleil nous empêche de l'observer en dehors des éclipses.
Parfois la Lune ne cache que partiellement le disque du Soleil, c'est
l'éclipse partielle de Soleil. Dans ce cas son disque prend la forme d'un
croissant plus ou moins échancré.
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Schéma
d'une éclipse totale de Soleil. La Lune vient se placer
juste dans l'axe entre le Soleil et le Terre. Son disque
cache le Soleil et nous permet d'observer la couronne
solaire. |
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Mais
ici également tu dois impérativement utiliser l'une des trois méthodes
décrites précédemment (utiliser un filtre Mylar par exemple) pour
observer le Soleil, même lorsqu'il forme un fin croissant. Ce n'est qu'au
moment du "Soleil noir", de l'éclipse totale où apparaît la
couronne solaire que tu peux retirer ton filtre et observer le Soleil sans
précaution. Ensuite n'oublie pas de le remettre car le Soleil va
rapidement réapparaître.
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A
gauche l'anneau de diamant qui apparut durant l'éclipse du
11 juin 1998. A droite la magnifique éclipse du 11 juillet
1991 qui se produisit au Mexique. |
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Les
éclipses suivent un cycle très long qui dure 18 ans et 11 jours, appelé
le Saros au terme duquel le Soleil, la Lune et la Terre retrouvent les
mêmes positions relatives dans le ciel. Mais d'autres perturbations
orbitales viennent contrecarrer ce rythme, si bien qu'après l'éclipse solaire du
11 août 1999, il n'y aura pas de nouvelle éclipse totale en Europe en
août 2017 mais bien en 2026, et encore, elle se produira dans le nord de
l'Espagne.
Les
éclipses totales sont des phénomènes extraordinaires. N'hésite pas
plus tard à faire un voyage et profiter de l'occasion pour observer ce
phénomène. Tu t'en souviendras toute ta vie tellement l'ambiance est
excitante et semble surnatuelle.
Prochain
chapitre

Les
effets provoqués par la lumière
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