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25 juin 2011 6 25 /06 /juin /2011 00:15

Article paru dans 24heures.ch le 15 Juin 2011


Le Soleil devrait se plonger dans une longue période d’hibernation

ASTRONOMIE 


Alors que le réchauffement climatique menace toujours plus le climat terrestre, trois études américaines annoncent que le Soleil va connaître une longue période d'hibernation. Un phénomène inattendu, selon les chercheurs.


KEYSTONE-A
© KEYSTONE-A | Les astronomes ont observé une diminution des taches solaires et un ralentissement de l'activité du Soleil près des pôles.
 Le Soleil devrait connaître une longue période inhabituelle de très faible activité, selon trois recherches dévoilées mardi aux Etats-Unis. Cette «hibernation» pourrait affecter le climat terrestre.

Des astronomes américains ont observé une diminution des taches solaires et un ralentissement de l’activité près des pôles, des signes que le Soleil s’achemine vers une période prolongée de calme plat.

Alors que le cycle actuel du Soleil, le 24e débuté en 2008, commence à accélérer son activité vers un maximum qui se mesure en nombre de taches, des recherches sur l’activité intérieure de l’astre, de sa surface visible et de sa couronne laissent penser que le prochain cycle pourrait être très calme voire inexistant, selon des scientifiques du «National Solar Observatory» (NSO) et de l’«Air Force Research Laboratory». 

«Très inhabituel et inattendu»

«Si nous ne nous sommes pas trompés, le cycle actuel pourrait être le dernier d’activité solaire maximum que nous verrons avant plusieurs décennies», souligne Frank Hill, directeur adjoint du NSO, en commentant les résultats de ces recherches. Il est le principal auteur de l’une d’elles.

Qualifiant ce phénomène de «très inhabituel et d’inattendu», l’astronome a estimé que cela «affecterait un grand nombre de choses, de l’exploration spatiale au climat terrestre».

Ainsi, dans le passé, une faible activité magnétique solaire prolongée a coïncidé avec des glaciations sur notre planète. Pendant ces périodes, l’atmosphère terrestre se refroidit et se contracte et les tempêtes magnétiques près des pôles (aurores boréales), des phénomènes qui peuvent perturber les systèmes de communication terrestres, se raréfient.

«Le fait que trois observations totalement différentes du Soleil pointent dans la même direction est une solide indication que le cycle des taches solaires pourrait s’acheminer vers une hibernation», ajoute Frank Hill. 

Petit âge glaciaire

Les résultats de ces études ont été dévoilés à la conférence annuelle de la division de physique solaire de l’American Astronomical Society, réunie cette semaine à l’Université du Nouveau- Mexique. Le nombre de taches solaires s’accroît et retombe tous les onze ans environ (durée d’un cycle), ce qui correspond à la moitié de la période à la fin de laquelle les pôles magnétiques s’inversent.

La première question est celle de savoir si ce ralentissement de l’activité solaire présage d’un second «Minimum de Maunder». Pendant cette période de 70 ans, de 1645 à 1715, sans aucune tache solaire, l’Europe a connu un petit âge glaciaire. 

Pas de compensation du réchauffement 

Matt Penn et William Livingston de l’Université Cornell (New York) ont constaté une tendance à long terme d’affaiblissement des taches solaires. Ils prédisent que les éruptions dans le champ magnétique du Soleil lors du prochain cycle seront si faibles que très peu de taches se formeront, voire aucune. Ces taches résultent d’éruption de flux magnétiques provenant de l’intérieur du Soleil et qui empêchent des gaz moins chauds en surface d’y retourner.

Pour qu’une tache se forme, le champ magnétique solaire doit avoir une force minimum de 1500 gauss (unité de mesure électromagnétique). Or, selon ces chercheurs, la force moyenne du champ magnétique solaire a diminué de 50 gauss par an depuis treize ans et va tomber au-dessous de ce minimum.

Mais selon Georg Feulner du Potsdam Institute en Allemagne, une forte réduction de l’activité solaire ne compensera pas le réchauffement lié aux émissions de CO2 résultant des activités humaines.

Il a calculé dans une récente étude qu’une période similaire au «Minimum de Maunder» ferait baisser les températures de 0,3 degré Celsius. Or la hausse attendue d’ici la fin du siècle par le groupe intergouvernemental d’experts de l’ONU sur le climat (Giec) est de 3,7 à 4,5 degrés.

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22 novembre 2010 1 22 /11 /novembre /2010 00:15

 




L'atmosphère du Soleil


La photosphère est la partie externe de l'étoile, c'est elle qui produit la lumière.
Dans cette production de lumière il est possible de recueillir des informations sur les températures, la composition chimique, la gravité...

eclipse-soleil2.jpg
Au-delà de la photosphère on rencontre l'atmosphère solaire qui est composée de 3 zones
- la chromosphère
- la couronne
- l'héliosphère

La chromosphère est séparée de la photosphère par une zone où les températures sont au minimum et séparée de la couronne par une zone de transition.
La chromosphère proprement dite est épaisse d'environ 200km.... Son nom vient du grec "chroma" = couleur, il lui a été donné  en raison de cette couleur rose soutenu visible lors des éclipses totales.

PhotoPF-011-adobe-Web1.jpg
La couronne est une zone où la tempérarure s'élève très rapidement, c'est durant cette phase que l'hélium est totalement ionisé.
La couronne n'a pas d'épaisseur vraiment définie mathématiquement, elle va de la zone de transition jusque dans l'espace où elle se mêle à l'héliosphère grâce à l'action des vents solaires.

soleil_heliosphere.jpg
L'héliosphère s'étend jusqu'au fond du système solaire. Elle n'est là que lorsque le flux de vent solaire devient plus rapide que les ondes, les vents et les turbulences de cette zone,  ensuite le vent solaire se déplace en continu dans cette héliosphère, donnant un champ magnétique sous forme de spirale jusqu'à ce qu'il rencontre l'héliopause (héliosphère différent héliopause). Le spectre solaire présente des bandes d'émission et d'absorption.

jpg_spectre.jpg
C'est Voyager1 la première sonde qui a franchi l'héliopause.

voyager1.jpg

 viviane1
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10 novembre 2010 3 10 /11 /novembre /2010 00:15



Le coeur de notre étoile.

Soleil1-copie-1.jpg
Les découvertes effectuées depuis un peu plus d'une cinquantaine d'années nous permettent de bien connaître le coeur du Soleil.

Soleil2-copie-1.jpg
Les chercheurs ont bien déterminé la composition chimique de cette étoile grâce au spectroscope.
Ils ont analysé de façon pertinente l'atmosphère solaire, de même que l'énergie reçue par la Terre (constante solaire) toutes les températures sont répertoriées avec une extrême précision et avec les instruments modernes on pourrait dire que cette précision est redoutable!

Le centre du Soleil est la partie qui produit de la chaleur par fusion, le reste de l'étoile ne fait que "tirer" sa chaleur de cette fusion et de l'énergie qui en provient.

Soleil3.gif
L'énergie en venant du centre doit traverser beaucoup de couches successives pour arriver à la photosphère avant de pouvoir s'échapper dans l'espace sous forme de rayonnement solaire ou de flux de particules. Elle a des difficultés mais elle y arrive toujours.

Les photons de haute énergie (rayons X et rayons Gamma) mettent beaucoup de temps avant d'atteindre la surface du Soleil parce qu'ils sont ralentis par la matière et le phénomène d'absorption.

Soleil4.gif
Pour aller du coeur du Soleil jusqu'à la surface un photon peut mettre entre 17 000 puissance 24 etr 50 millions d'années puissance 25 (j'ai beau avoir une formation scientifique, j'ai toujours du mal à visualiser ... à concevoir "tout ce temps")

Les photons qui s'échappent dans l'espace nous parviennent sous forme de lumière visible.

Soleil5-copie-1.jpg
Lors des réactions de fusion, des neutrinos sont libérés, mais ils n'interagissent pas avec la matière (le problème des neutrinos a été résolu scientifiquement en 1998)

La zone de convection ( on peut dire la zone convective) est séparée de la zone de radiation par une couche d'environ 3000 km appelée la tacholine. Le rayonnement passe par la zone radiative puis par la tacholine et se transforme en chaleur dans la zone convective (environ 10 000 km) et arrive à la surface.

Soleil6-copie-1.jpg
Dans cette zone, la matière n'est pas assez dense, ni assez chaude pour évacuer la chaleur, elle le fait par convection et c'est cette action qui donne les granulations solaires et les turbulences observées..877939001289062486.gif
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29 octobre 2010 5 29 /10 /octobre /2010 00:15




Faisons connaissance avec notre étoile...

(Une étoile naine)

Le Soleil est une étoile naine composée de 24% d'hydrogène, 25% d'hélium et les restes sont des éléments lourds.

C'est un objet très chaud environ 5770 Kelvins* en surface, on le voit jaune/blanc.

Il tire son énergie des réactions de fusion nucléaire qui transforment l'hydrogène en hélium dans son noyau.

Dans notre galaxie, il existe plus de 100 millions d'étoiles comme le Soleil.

Album-5- 

Le Soleil se déplace autour de la Voie Lactée sur une période de 220 millions d'années, son orbite galactique présente des ondulations sinusoïdales perpendiculaires à son plan de révolution.

(La Voie Lactée)

Il tourne aussi sur lui-même, mais comme ce n'est pas un corps solide, sa rotation est différentielle.

Il est âgé d'environ 4,6 milliards d'années, il est à peu près à la moitié de sa vie.

Actuellement, son coeur se transforme à chaque seconde de plus 4 millions de tonnes de matière en énergie qui est transmise à ses couches supérieuses, réémise dans l'espace sous forme de rayonnement solaire et de vents solaires.

Petit à petit ses réserves d'hydrogène vont s'épuiser, sa brillance va augmenter et son équilibre hydrostatique va se rompre. (merci Pierre,  tu as l'oeil! et le bon!)

 Le noyau va se contracter, ses couches superficielles vont se dilater et le Soleil deviendra une Géante Rouge.


(Une Géante Rouge)

A la fin, son diamètre sera 100 fois plus grand qu'actuellement, il dépassera Mercure, Vénus et bien entendu la Terre.


(Une Super Nova)

Sa masse n'est pas suffisante  pour qu'il explose en Super Nova. Son noyau s'effondera sur lui-même. Ses couches superficielles seront dispersées dans l'espace où elles formeront probablement une nébuleuse planétaire.

(Une nébuleuse planétaire)

Les restes de notre étoile deviendront "une naine blanche" qui cheminera plusieurs milliards d'années avant de se refroidir complètement.

(Une Naine Blanche... ou la mort tranquille!)

Ce "plan" de Vie et de Mort est le même pour toutes les étoiles de masse faible à moyenne.

*Le kelvin est une mesure relative on écrit K, elle est estimée à 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau.
En clair, un exemple - L'eau en ébullition est mesurée à 100°C , à 212° F et à 373,16K
 viviane1
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18 octobre 2010 1 18 /10 /octobre /2010 00:15




Les taches solaires.

Soleil1.jpg
Les chinois
ont été les premiers à nous faire part de leurs observations de taches sur le Soleil, ils l'ont observé, à l'oeil nu de 300 à 1300.
Durant le règne de Charlemagne, une grande tache noire est restée visible une semaine sur le Soleil.
C'est un hollandais, Fabricius qui a publié le premier un ouvrage sur ces taches (1611).

Soleil2.gif
La même année, un jésuite Ch. Scheiner, professeur de mathématiques, a découvert 3 petits points sur le Soleil, mais pour ne pas être accusé d'hérésie, il a renoncé à faire paraître ses travaux. Il a tout remis à Marc Vesler, le bourgmestre d'Augsbourg qui, moins scrupuleux s'est attribué la découverte...

soleil3.jpg
Galilée
a été le premier a étudier le pourquoi de ces taches solaires, il utilisait leur projectrion sur un écran et Scheiner a été le premier à utiliser des filtres de verre coloré.
Plus tard, Scheiner a fait éditer l'ouvrage "Rosina Ursina" qui est resté durant bien des années l'ouvrage de référence, pourtant ces taches solairtes n'avaient pas encore livré tous leurs secrets.

On sait maintenant avec certitude qu'elles sont le résultat d'une activité magnétique au coeur de la zone de convect où règne une activité tellement intense que la convection est freinée, limitant l'apport thermique à la surface de la photosphère.

La sonde SoHO a permis de comprendre que le mécanisme général de ces taches pouvait être comparé à celui des cyclones sur la Terre.

soleil4 (Taches solaires photographiées par SoHO)

Au coeur de ces taches solaires on distingue une zone d'ombre centrale et une zone de pénombre périphérique, elles ont des diamètres 2 fois supérieur à la Terre pour les plus petites.

soleil5
En étudiant ces phénomènes, les savants ont mis en évidence un rapport entre leur intensité et leurs répercussions sur les évènements plus ou moins violents sur notre planète.

soleil6.jpg (SoHO)

Une tache solaire peut rester visible jusqu'à 2 semaines. Ce phénomène suit un rythme avec une période d'activité maximum et une période d'activité minimum.

 soleil7
(SoHO en plein travail)

La dernière période d'activité maximum était en 2001 et la dernière période d'activité minimum était en 2007  

viviane1  
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6 octobre 2010 3 06 /10 /octobre /2010 00:15




Histoire de l'exploration solaire.

Le premier à proposer une théorie scientifique sur le Soleil a été le grec Anaxagore, il soutenait que c'était une masse incandescente géante.
 Il a été emprisonné, condamné à mort puis libéré plus tard grâce à Périclès.

(Internet)

Eratosthène, deux siècles plus tard (IIIème avant J.C.) avait déjà estimé avec précision la distance Terre-Soleil.

Copernic, au XVIème a émis une théorie selon laquelle la Terre tournait autour du Soleil et non l'inverse comme on le disait partout... et....

(Internet)

Galilée, au XVIIème a observé des taches solaires.

Newton, 100 ans plus tard, a décomposé la lumière solaire au moyen d'un prisme pour en révéler le spectre.

Herschel, en 1800 a découvert les rayons infrarouges.

(Internet)

C'est au XIXème que les avancées ont été les plus considérables avec l'observation spectroscopique et la découverte des raies d'absorption du spectre (J. von Fraunofer).

Lord Kelvin avait émis un processus selon lequel le Soleil était un corps liquide qui se refroidissait petit à petit à partir d'une réserve de chaleur.
Kelvin et Helmholtz avaient élaboré une bonne théorie mais en partie fausse.

Joseph Norman Lockyer a mis en évidence la présence de l'hélium.

(Internet)

C'est Ernest Rutherford, en 1904 qui a donné le premier l'hypothèse la plus probable. Il supposait que l'énergie était produite et entretenue par une source de chaleur interne venant en partie de la radioactivité.

Albert Einstein
avec la relation entre la masse et l'énergie (E=mc2) a aidé les savants à comprendre "le générateur d'énergie"


(Internet)

Arthur Eddington , en 1920 a énoncé une théorie selon laquelle le Soleil subissait des températures extrêmes permettant des réactions de fusions nucléaires transformant l'hydrogène en hélium.
Une théorie complétée 10 ans plus tard par Chandrasekhar et Bethe.

(Une belle image trouvée sur Internet!)

Pour en terminer avec l'énumération/progression qui a permis d'étudier et de découvrir notre étoile au fil du temps :
 C'est en 1957 avec la publication de "Synthèse des Eléments dans les étoiles" (démonstration considérée comme définitive) que la plupart des éléments rencontrés dans l'Univers  ont été été formés sous l'effet de réactions nucléaires au coeur des étoiles telle que le Soleil.
viviane1
  
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25 septembre 2010 6 25 /09 /septembre /2010 00:15




Petite anatomie du Soleil.

Le Soleil en latin "sol" et en grec "hélios"

(Soleil "vu" par SOHO)

C'est l'étoile de notre système solaire et le centre de notre système planétaire.
On peut le comparer à une sphère gazeuse incandescente.

(Le champ magnétique du Soleil)

La partie visible, la photosphère n'est pas très épaisse, elle a une structure granuleuse composée d'éléments granulaires brillants appelés "grains de riz". Ces grains semblent séparés par des interstices plus sombres. A certains endroits, on peut repérer des agglomérats qui forment des zones brillantes les "facules" et d'autres plus foncés les "taches solaires"

La chromosphère forme une couche un peu transparente de couleur rougeâtre.
La couronne du Soleil est visible lors des éclipses solaires.

Autour du Soleil, gravitent des planètes, des planètes naines, des astéroïdes, des météoroïdes, des comètes et de la poussière interstellaire.


L'énergie solaire transmise par l'ensoleillement permet la vie sur la Terre en apportant de la chaleur et de la lumière, sans oublier que l'eau a son rôle à jouer.
Le rayonnement solaire est responsable de la plupart des phénomènes météorologiques constatés sur la Terre.

Le Soleil fait partie de la voie lactée, une galaxie d'environ deux cents milliards d'étoiles. Il se situe à 8 600 Parsecs* du centre de la galaxie.


Notre étoile est à environ 150  millions de km de la Terre, c'est cette distance qui nous donne l'Unité Astronomique (ua).
Il faut environ 8 minutes à la lumière du Soleil pour parvenir jusqu'à la Terre.

(La position du Soleil dans la Voie Lactée)

Le symbole astronomique et astrologique du Soleil est un cercle avec un point à l'intérieur.

*Parsec : 1 Parsec = 3,26 AL environ 30 000 milliards de km.
viviane1
  
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MAINS-BOUGIE.jpg


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