Question sur le soleil

[Nap0 3]

Bonjour,

Je ne sais pas si ici il y a des gens qui lisent Ciel et Espace :-) Dans le dernier numéro, il y a un article sur l'énergie que l'on pourrait récupérer du Soleil . En introduction, il est dit que le rayonnement met 200 000 ans pour "sortir" du soleil !!! puis 8m20s pour arriver qu'à nous. Par ailleurs que la matière est tellement comprimée qu'au coeur du Soleil que les atomes se touchent !!! Je suis toujours impressionné par ces valeurs astronomiques qui nous remettent à notre place. Fort de ces informations, j'ai repris mon livre (pas de chevet mais presque) Astronomie/Astrophysique d'Agnes Acker pour relire le chapitre Soleil. Il est dit que le rayonnement met 1 000 000 d'année pour arriver à la surface et que la densité au coeur est de 150g/cm3. Les données sont très contradictoires me semble-t-il, non ?

[PerrouriefhCedric 4 122]

Bonjour,

J'avais aussi lu quelque part le chiffre d'un million d'années, nécessaires aux photons pour quitter le Soleil. Je ne sais pas si le chiffre de 250 000 ans est vraiment contradictoire : c'est du même ordre de grandeur et on peut se demander avec quelle précision, quel niveau de certitude, on peut établir cette durée ?

Le coeur du Soleil est suffisamment chaud et dense pour que les atomes d'hydrogène se collent les uns aux autres, je crois que c'est d'ailleurs pour ça qu'on peut parler d'étoile ! Quant à sa densité, toutes les sources semblent indiquer la valeur de 150 t/m3. Il faut croire qu'elle est compatible avec les processus de fusion constatés

[Ce message a été modifié par Cédric Perrouriefh (Édité le 15-09-2012).]

[Superfulgur 16 096]

Oui, Cédric a raison, 250 000 ou 1 million, c'est pareil... La densité du Soleil, au centre, est effectivement de l'ordre de 150 tonnes au mètre-cube, c'est à mon avis bien insuffisant pour que "les atomes se touchent", au niveau atomique, une telle densité, c'est presque vide... Nan, à défaut de se "toucher", ils entrent en collision, ce qui n'est pas tout à fait la même chose, et, rapportée à la masse du noyau, ces collisions sont relativement rares.

[ChiCyg 0]

J'ai toujours trouvé cette idée de photon qui met quelques centaines de milliers d'années pour sortir du soleil assez absurde.

A l'intérieur du soleil, le milieu est très opaque. Un photon est émis par un atome puis absorbé presque aussitôt par un autre atome tout proche. Ce deuxième atome émet à nouveau un autre photon dans une direction aléatoire, photon qui est presque aussitôt absorbé par un troisième atome, qui a son tour ... Il s'en suit une marche aléatoire, mais il ne s'agit pas du même photon: un photon est détruit à chaque absorption et un autre créé à chaque émission.

D'ailleurs, heureusement, sinon nous serions grillés (au sens propre ) : la température au coeur du soleil est telle que les photons sont des photons gamma. Ceux qui sortent du soleil sont majoritairement des photons dans le domaine visible donc ce ne sont pas les mêmes.

C'est un exercice un peu factice : on imagine un premier photon émis au centre du soleil, on estime sa "durée de vol" moyenne avant d'être absorbé, le temps moyen de réémission d'un nouveau photon, et donc la vitesse moyenne. Bien que chaque pas soit dans une direction aléatoire on sait calculer la distance moyenne. C'est le même calcul que dans un gaz la vitesse moyenne des molécules, le libre parcours moyen, etc .... Mais dans un gaz c'est la même molécule qui se fait secouer, là ce n'est pas le cas.

[Superfulgur 16 096]

Absolument, ChiCygni...

Revenant du "Temple du Soleil", j'y ai appris plein de trucs que j'ignorais sur notre étoile...
D'abord, la photosphère, qui, lorsqu'on l'observe, à l'air d'une surface assez nette et dense, est en réalité quasiment vide, comme le vide d'une chambre à vide... Je n'ai pas retenu le chiffre de la pression du gaz dans la photosphère, mais apparemment, c'est minuscule...
é pi aussi, dans le même ordre, d'idée, l'idée que les taches sont des "trous" à la surface... En fait, non... Il ne s'agit que de dépressions, au sens atmosphérique du terme, mais pas de trous au sens physique. Tout çà est vide... Chaud et lumineux, mais vide...

Dernière idée reçue : les astronomes solaires ont de la chance, ils ont plein de lumière à étudier, contrairement à leur homologues stellaires, galactiques, cosmologiques... C'est faux : les "solaires" sont en recherche de lumière désespéremment... Ils en manquent !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

[bernastro 0]

Les differences exprimées dans la 'durée de sortie' des photons ne vient-elle pas du fait de la reference de depart : zone radiative ou zone convective ? (peut-etre question bète, mais tant pis si je passe pour une nouille)

[Superfulgur 16 096]

ChiCygni va probablement te répondre que non : le parcours des photons, particules sans masses, n'a que faire de celui du gaz... (mais je vais peut-être passer pour une nouille

[ChiCyg 0]

Mais non t'es pas une nouille Super , regarde, je n'aurais pas dû parler d'atomes au centre du soleil, parce qu'il n'y en a pas : tous les électrons sont arrachés des noyaux par les photons énergétiques et par les chocs : noyaux, protons et neutrons.

La densité est de l'ordre de 150 au centre du soleil (150 kg/l contre 1kg/l pour l'eau).

Au niveau de la photosphère (la sphère d'où viennent (pour le coup en ligne droite ) la plupart des photons que nous voyons). La masse volumique est d'à peu près 0,3 milligramme/litre c'est à dire quatre mille fois moins que l'atmosphère terrestre au niveau de la mer (1,3 g/l) mais la température est de 6000 degrés Kelvin.

J'avais effectivement pensé à la convection : la zone des 30% du diamètre extérieur du soleil (qui ne contient que 6 pour mille de sa masse !) est à la fois trop opaque, trop froide (bien qu'elle soit entre 2 millions et 6000 degrés Kelvin !) et trop peu dense pour transmettre la chaleur produite au sein du soleil par radiation, elle se met à "bouillir" : des bulles plus chaudes montent jusqu'à la surface, d'où la granulation solaire.

La chaleur est transportée par les cellules de convection vers la surface, j'imagine à des vitesses de l'ordre du km/s. Problème : faut-il considérer que notre petit photon qui aurait mis un million d'années pour venir du centre du soleil profite maintenant de ce transport en commun et "sort" en quelques semaines ? mais alors quid de son déplacement à la vitesse de la lumière ? On voit bien que cette notion de temps de sortie du photon est un peu absurde.

[adintc 22]

Excellente esplication, ChiCygni!