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Sommaire de cette page

>>> L'essentiel

>>> Soleil et ses réactions

>>> Masse du soleil

>>> Le soleil, visite guidée

>>> Le soleil-étoile en chiffres

 

 

>>> Le soleil et son histoire

>>> Une grosse étoile 

>>> Destin des étoiles 

>>> Galaxies

>>> Tailles comparées

>>> Soleil dans la galaxie

 

 

 

 

 

SOLEIL, une étoile

 

 

 

L'ESSENTIEL

 

*              Né il y a 4,5 milliards d'années,

au milieu d'un nuage de poussière et de gaz résiduels issus de l'explosion de centaines d'étoiles.

*              Le Soleil se déplace à une vitesse de 230 km/s autour de ce centre galactique.

*         Révolution en 250 millions d'années.

*         Depuis sa naissance, il a fait 18 fois le tour de la voie lactée.

*              Compte pour 99% de la masse totale du système solaire, le reste étant principalement dû à Jupiter.

*         Énorme volume équivalent à 1,3 million de fois celui de la Terre.

*              Température

*         Monte à 15 millions de degrés en son centre et

*         5 500 °C à sa surface.

*              Puissance reçue sur Terre

*         1 360 W /m² en moyenne.

*              Activité du soleil par seconde:

*              Le Soleil brûle 700 millions de tonnes d'hydrogène par seconde et produit 695 millions de tonnes d'hélium.

*         Ce faisant il s'amaigrit de 5 millions de tonnes par seconde.

 

*              Rassurez-vous, même à ce rythme:

*         À sa création, le soleil avait du "carburant" pour 10 milliards d'années, et

*         Actuellement, nous avons atteint la moitié de la vie du soleil.

 

 

SOLEIL et ses RÉACTIONS

   1038  Réactions par secondes dans le Soleil, transformant,

7 10 8  Tonnes d'hydrogène en hélium (700 millions de tonnes).

 

Ces réactions libèrent une énergie considérable.

Il existe un équilibre dans la boule gazeuse entre:

La poussée du rayonnement lors de la libération d'une telle énergie:

=> Éclatement

et la compression due à la gravitation:

=> Effondrement

 

 

MASSE du SOLEIL:        2 1033 g

*              Malgré cette masse fantastique, le Soleil ne s'effondre pas sous l'effet de sa gravité.

*              Il génère une énergie dans son cœur chauffé à plus de 10 millions de degrés, qui tend à le dilater.

*              C'est le rayonnement de cette fournaise qui fait que le Soleil brille et ne s'effondre pas.

*              En se frayant un chemin vers la surface à travers les couches supérieures de la matière, le rayonnement tient tête à la gravité qui veut faire s'effondrer le Soleil.

*              Cet équilibre dure depuis 4,6 milliards d'années et durera encore 4,5 milliards.

*              Alors, il n'y aura plus de rayonnement et le Soleil s'effondrera sur lui-même.

Rayon actuel du Soleil

Effondrement

Nécessaire pour  devenir un trou noir

700 000 km

6 000 km

3 km

*              Arrêt de l'effondrement du fait des électrons qui s'y oppose à 6 000 km sous l'effet de la température (10 millions de degrés): le Soleil devient une naine blanche.
Densité de la naine: 1 tonne / cm3, équivalent à un éléphant sur une cuillère à soupe.

*              La naine blanche va rayonner pendant un milliard d'années et s'éteindre pour devenir une naine noire.

 

 

SOLEIL: VISITE GUIDÉE – Cycle de vie

 

*              À partir de 10 millions de degrés les réactions de fusion thermonucléaire s'enclenchent, l'étoile est née.

*              L'hydrogène se transforme en hélium en libérant beaucoup d'énergie, dont une partie sous forme de lumière.

*              Une fois l'hydrogène complètement consommé, le cœur de l'étoile se contracte et les couches superficielles forment une enveloppe incandescente qui se dilate; elle devient une géante rouge. De deux choses l'une:

*         Ou, elle se contracte en naine blanche, puis en naine noire en refroidissant;

*         Ou, si elle est plus grosse, elle peut progresser en super géante rouge, puis exploser en supernova, extrêmement brillante; son cœur se transforme en étoile à neutron ou en trou noir.

 

*              Le soleil est bien "sage"

*         Il est solitaire. Souvent les étoiles évoluent par deux ou trois en tournant les unes autour des autres.

*         Il est jaune, ce qui veut dire qu'il brûle sagement son hydrogène à un rythme régulier.

*    En son centre, la température est de l'ordre de 15 millions de kelvin;

*    En une seconde, le soleil fournit 400 milliards de milliards de joules d'énergie.

Production mondiale annuelle d'électricité 600 milliards de milliards de joules.

Production d'une centrale nucléaire en 1 seconde: 1 milliard de joules.

*    Le soleil brûle 627 millions de tonnes d'hydrogène par seconde;

*    Il produit 622,6 millions de tonnes d'hélium par seconde;

*    Le soleil perd donc 4,4 tonnes par seconde.

 

*              Durée de vie du soleil 10 milliards d'année:

*         Naissance il y a 4,55 milliards d'années.

*         Il reste encore 5 milliards d'années à briller.

 

*              Autres étoiles:

*         Dans notre galaxie: 200 milliards d'étoiles.

*         Chaque étoile étant un grain de sable, elles rempliraient un salon, les étoiles jaunes comme notre Soleil, un seau, et celles visibles à l'œil nu, une cuillère à café.

*         Il y a des milliards de galaxies.

*         On estime que la quantité d'étoiles dans l'univers est de
70 000 milliards de milliards (1022). 

 

Selon Chronique de Jean-Luc Nothias – Le Figaro – 7 novembre 2007

Voir www.lefigaro.fr/sciences

 

L'énergie contenue dans la lumière solaire qui traverse en ce moment votre fenêtre a quitté le cœur du Soleil il y a 30 000 ans. Juste après la disparition du dernier néandertalien. Elle a passé la plupart de son temps à se frayer lentement un chemin dans la cohue atomique du Soleil, puis a fait un petit sprint de huit minutes dans l'espace pour finalement arriver sur Terre.

 

 

 

SOLEIL-ÉTOILE en chiffres

Consommation en HYDROGÈNE

 

*              Sous l'effet de l'immense température au cœur du soleil, l'hydrogène est convertit en hélium par réaction de fusion nucléaire:

*         Quatre noyaux d'hydrogène donnent un noyau d'hélium.

*         Le soleil contient environ 1057 protons (noyaux d'hydrogène).

*         Il en convertit 1038 en hélium à chaque seconde.

*              Soit un peu plus de 4 millions de tonnes de matière consommées par seconde

*         700 millions de tonnes d'hydrogène sont converties
en 695 millions de tonnes d'hélium, et

*         avec une perte de masse de 5 millions de tonnes, transformée en énergie (E = mc²) sous forme de rayon gamma.

*              Produisant une énergie rayonnée de

4,5×1026 joules par seconde (450 yottajoules/s)

m =   5 millions de tonnes = 5 109 kg
c  =   300 000 km/s = 3 108 m/s

E =   5 109 x (3 108)² = 45 1025 = 4,5 1025 J/s

Environ 1,4 kilowatt par mètre carré (kW/m²) en arrivant sur la Terre.

Ce qui correspond à un taux de production d'énergie de

0,3 µW/cm³, ou 6 µW/kg.

 

*              Le Soleil rayonne 1,81 1015 W sur la Terre
Soit: 16 1015 kWh par an = 5,7 1022 J    
          (1,81 1015 x 24 x 365,25 = 1,58 1019 Wh an  16 1015 kWh an)
          (1 kWh = 3,6 106 J).

 

 

Le Soleil et son histoire

Le soleil a commencé à brûler son hydrogène il y a 4,6 milliards d'années et il est aujourd'hui a mi-chemin de son existence.

Quand le soleil aura brûlé tout son hydrogène, il restera ses " cendres ", de l'hélium. Le Soleil va se contracter sous l'effet de sa propre gravitation, ce qui provoquera un échauffement de son centre. Ceci déclenchera de nouvelles réactions nucléaires qui brûleront l'hélium. Les couches périphériques vont se dilater jusqu'à englober les orbites de Mars et de Vénus. Le Soleil sera une géante rouge.

En se refroidissant, il va se re-contracter, mais sans, cette fois, pouvoir re-déclencher de nouvelles réactions nucléaires. Ce sera une naine blanche de quelques kilomètres de diamètre.

Le Soleil aura atteint un équilibre éternel.

Une fois toute sa chaleur dissipée dans l'espace, la naine blanche s'éteint. Elle devient alors une naine brune ou noire, de la cendre dans le ciel.

 

  

UNE GROSSE ÉTOILE 

Une étoile plus grosse que le Soleil devra consommer bien plus d'hydrogène pour résister à un effondrement dû à sa propre gravité.

Elle vivra donc moins longtemps. Une étoile 10 fois plus grosse ne vivra que 20 à 30 millions d'années seulement.

Une grosse étoile va brûler son hydrogène, puis son hélium. Elle va continuer avec le carbone et le silicium pour finalement ne laisser que du fer. Et ce fer ne brûle tout simplement pas. Il encrasse le noyau.

Lorsque la combustion cesse, le noyau d'une grosse étoile s'effondre sous l'effet de sa propre gravitation. Les couches périphériques voient " le sol se dérober sous leurs pieds ". Elles chutent vers le centre, y rebondissent en une explosion géante. L'étoile vole en éclat et vomit son énergie dans l'espace. C'est une supernova qui émet en très peu de temps plus d'énergie qu'une galaxie toute entière.

L'effondrement d'une supernova donne une étoile à neutrons. Étoile d'environ 15 km de diamètre, aussi massive que le Soleil. Une étoile à neutrons peut présenter des points chauds émettant des ondes radio en tournant sur elle-même: ce sont des pulsars. Il existe dans le ciel plus de 500 pulsars tournant jusqu'à 1 000 tours par seconde.

Si le noyau est suffisamment massif, sa gravité peut le comprimer encore plus et donner un trou noir.

 

  

DESTIN DES ÉTOILES – Bilan

Jusqu'à 5 fois la masse du Soleil:

Géante rouge puis naine blanche et enfin naine brune ou noire

Entre 5 et 8 fois:

On ne sait pas prédire (aujourd'hui)

Au-delà de 8 fois:

Supernova puis étoile à neutrons, et pulsars voire trou noir

*              Une nova est une étoile qui s'embrase soudain dans le ciel.

*              Une naine blanche attire la matière d'une étoile proche.

*              Une couche se dépose sur la naine. Elle atteint une chaleur et une pression telles qu'elle s'embrase d'un feu nucléaire. Il y a un accroissement spectaculaire de l'éclat de l'étoile.

 

 

GALAXIES

Les 3/4 des galaxies sont des galaxies spirales. Les bras spiraux ne sont le résultat de la rotation. C'est le lieu où se trouvent les étoiles les plus brillantes, dons les plus jeunes. Comme dans une ville, la nuit, les rues principales bien éclairées ne sont pas les endroits où se concentre la majorité des habitants.

Les galaxies émettent de la lumière. Certaines de très puissants signaux radio: les radiogalaxies. Elles sont de siège de violentes réactions, émettant des jets de matière qui dépassent parfois la taille de la galaxie elle-même. Certaines d'entre elles sont si petites, car très lointaines, qu'elles ont été considérées comme quasi-étoiles: quasars.

Le quasar le plus lointain se trouve à 16 milliards d'années-lumière. Il s'agit sans doute de la forme primitive des galaxies.

Une personne d'aujourd'hui, sur l'un de ces quasars, pointant son télescope vers notre Voie lactée pourrait voir notre Galaxie sous l'aspect d'un quasar alors que lui-même se considérerait sur une galaxie tout à fait normale.

 

 

TAILLES COMPARÉES

*              En diamètre, une géante rouge équivaut à 200 soleils: plusieurs centaines de millions de kilomètres.

*              Diamètre du Soleil: 1, 4 millions de km; Terre: 12 800 km

*              Une naine blanche à la taille de la Terre, environ cent fois plus petite que le Soleil. Densité: un million de fois celle du soleil. Soit une masse de 0,4 à 1, 4 fois celle du soleil.

*              Une étoile à neutrons a un diamètre compris entre 10 et 20 km et une densité si forte que, appliquée à la Terre, celle-ci se ratatinerait en une petite  boule de un mètre de rayon.

*              Le trou noir est surtout caractérisé par sa masse qui vaut des milliards de fois celle du soleil.

 

 

SOLEIL dans la GALAXIE (Voie Lactée)

 

*              Le Soleil est l'une des 300 milliards d'étoiles de notre Galaxie, la Voie Lactée.

*              Il tourne autour du centre de la Voie Lactée, centre galactique, sur une orbite presque circulaire.

Une galaxie

*         Distance du Soleil au centre de la Voie Lactée:

26 000 années-lumière (al)

2,7 1017 km

*         Diamètre de notre galaxie

100 000 al

*         Vitesse du Soleil dans la Galaxie:

de 220 à 250 km / s

Moyenne

       235 km / s

850 000 km / h

150 miles per second

*         Période de rotation autour du centre galactique (année cosmique ou année galactique)

225 millions d'années

*         Depuis sa naissance:

4,5 milliards d'années

20 orbites de 150 000 années-lumière

*         Vitesse de la Voie Lactée dans le cosmos:

600 à 1000 km / s

 

Soleil et bras de la Galaxie

Voir Images en Notre Galaxie

 

     

English corner

*              Speed of the Sun in the Milky Way.

*              Galactic center.

*              Milky Way, the galaxy of which the sun and solar system are a part, is seen as a broad band of light arching across the night sky from horizon to horizon.

 

 

 

 

 

 

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Sites

*    Soleil – Wikipédia

*    Le Soleil

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