Les étoiles

A première vue, on connait les corps célestes du système solaire en raison de leur relative proximité de la Terre. Quand l’homme a débarqué sur la Lune, des engins télécommandés ont foulé le sol martien et les sondes Voyager ont pu observer toutes les planètes, approcher des comètes et des météorites.

Quelques impressions du système solaire

Quant au Soleil, on l’ausculte en permanence, tant son influence paraît grande sur le comportement de la haute atmosphère de la Terre et sur l’évolution de son climat.

Le Soleil est notre étoile

Le Soleil est composé essentiellement d’hydrogène (92,1 %) et d’hélium (7,8 %), le second provenant de la fusion du premier. La température de surface du Soleil voisine les 6 000 K, alors qu’elle est de 15.106 K en son centre, soit un gradient moyen d’environ 20 K.km-1.

Le soleil est constitué d’un cœur, où s’opèrent les réactions nucléaires et d’une épaisse enveloppe radiative couronnée par une enveloppe convective. Le tout est coiffé par la photosphère, peu épaisse de 400 km, qui constitue la surface visible du Soleil, où les fameuses taches solaires s’individualisent au-dessus de la « sorte d’atmosphère solaire ». Elles ne sont visibles que lors des éclipses de Soleil.

C’est le domaine du Soleil actif, turbulent, le siège de projections et d’éruptions spectaculaires de matière : petits jets, dans la chromosphère, grands jets, fontaines et protubérances dans la couronne.

Les protons

Outre les éruptions et les projections, la photosphère émet principalement des protons et des électrons, qui constituent le vent solaire, ainsi que des photons. Le maximum du rayonnement se situe dans le domaine du visible et des neutrinos. Comme toutes les étoiles, le Soleil perd de la matière expulsée sous la forme de protons, émis à certaines vitesses qui balayent tout le système solaire. Le champ magnétique protège la Terre de ce vent solaire en faisant office de «parapluie».

De rares bouffées de vent solaire peuvent franchir ce bouclier magnétique. Alors, elles engendrent une luminescence en bombardant l’atmosphère raréfiée des zones polaires. Ce sont les aurores polaires.

Le champ magnétique solaire

Le vent solaire, sur la Lune et Mercure qui ont une atmosphère ténue est, avec les impacts météoritiques, un puissant agent d’érosion.

Lors de réactions nucléaires, des particules se forment,  les neutrinos. Ils ne doivent pas être confondus avec les rayons cosmiques, qui sont majoritairement des protons extrêmement énergétiques et d’origine extragalactiques. Les neutrinos n’ont pas de masse, ou une masse très petite. Ils se déplacent à la vitesse de la lumière. Ils traversent notre corps et la partie supérieure de la lithosphère et, sont difficiles à mettre en évidence et à comptabiliser.

Des taches sombres apparaissent sur la surface solaire qui correspondent à des zones de sortie du champ magnétique déformé par des différences de vitesse de rotation entre les zones polaire et équatoriale. Les mouvements internes de la matière solaire génèrent le champ magnétique. Il émerge dans les taches solaires, qui présentent des polarités positives et négatives, reliées par des lignes de force.

Classification des étoiles

Notre soleil est une étoile. Mais toutes les étoiles ne lui sont pas identiques. Elles diffèrent notamment par leurs masses, leur température et leur luminosité. Ces trois paramètres sont utilisés pour établir un diagramme nommé d’Hertzsprung-Russel (H-R), utilisé pour la classification des étoiles. Nous pouvons prévoir pour l’avenir de notre étoile, le Soleil,  que les « carburants » successifs (l’hydrogène, puis l’hélium, puis des éléments plus lourds) s’épuiseront progressivement, amenant une succession d’ »arrêts de l’usine nucléaire ».

Le soleil

Ces arrêts s’accompagneront d’autant d’effondrements du Soleil sur lui-même et induiront des accroissements de la pression et de la température tels que d’autres réactions nucléaires seront activées. Le Soleil se dilatera alors et se transformera en une géante rouge. L’accroissement de la luminosité est lié, pour ce type d’étoile, à une augmentation du volume et non de la température.

En même temps, sa masse diminuera d’un quart à un tiers. Ses enveloppes externes seront éjectées, entraînant deux conséquences :

• la première, un stellaire et la deuxième, la formation, à partir du cœur, d’une étoile de type naine blanche.

Il s’agit d’une étoile chaude, mais peu lumineuse du fait de sa petite taille, dont la masse volumique est énorme, soit la masse d’un éléphant dans un dé à coudre ! Les réactions nucléaires s’arrêtant, la température diminuera et la naine blanche cheminera vers sa mort.

Les étoiles

Les étoiles sont beaucoup plus massives que le Soleil et de ce fait, elles ont une évolution un peu différente. Celle-ci les conduit vers des étoiles du type super géantes rouges, puis vers des supernovae et des étoiles à neutrons, voire des trous noirs. Les trous noirs, les mal nommés puisqu’ils sont plein de matière, sont de deux types :

• les stellaires, les galactiques.

La masse volumique des trous noirs est si élevée (plusieurs tonnes par cm3) qu’ils retiennent prisonnière, la lumière. Les trous noirs et les étoiles à neutrons sont des objets célestes morts, où la fusion nucléaire a cessé.

Dans les années 1980, certains auteurs de science fiction auront-ils imaginé que les trous noirs pouvaient représenter des « sas » permettant d’accéder à d’autres univers ?

Encore une question à se poser…

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