À L'INTERIEUR DU SOLEIL

Un cycle bien réglé

Au-delà de ~0.7 rayons solaires depuis le centre du Soleil, l’énergie se propage d’une autre manière, par convection thermique. A l’interface entre la zone radiative et la zone convective la matière est chauffée à plusieurs millions de degrés Celsius. Cette matière (plasma) monte donc progressivement, et une fois la surface atteinte, libère son énergie. Après s’être refroidi à ~5500 degrés Celsius, le plasma descend pour former ainsi un cycle convectif.

Vous avez dit confiné?

Le rayonnement qui était jusqu’alors confiné dans les couches opaques à l’intérieur du Soleil, se trouve enfin libéré dans l’espace et peut se propager librement vers la Terre et bien au-delà du système solaire. La surface est donc la première couche visible du Soleil qu’on appelle ainsi ‘photosphère’, les photons étant le nom donné aux particules constituant la lumière (et le rayonnement électromagnétique en général).

Une zone tampon

Une fois produite au cœur du Soleil, l’énergie est transportée vers la surface, en traversant dans un premier temps, la zone radiative. Ce nom est directement lié au mode principal de transport de l’énergie dans cette région, le transport radiatif. La zone radiative s’étend de ~0.25 à ~0.7 rayons solaires, ce qui représente entre ⅓ et ½ de la masse totale du Soleil.

Attention ça chauffe!

Un atome chauffé et excité à un haut niveau d’énergie va chercher à revenir à état plus stable en évacuant un surplus d’énergie sous la forme d’un rayonnement (ou radiation) électromagnétique. La lumière visible qu’on perçoit, les ondes produites dans nos micro-ondes, les rayons X utilisés en imagerie médicale, sont aussi des rayonnements électromagnétiques.

Un parcours du combattant

Le rayonnement émis depuis le cœur se propage vers la surface en étant constamment absorbé puis réémis par la matière très dense, c’est ce qu’on appelle le transport radiatif. C’est un processus très long puisque ce rayonnement peut mettre plus de 170 000 années avant d’atteindre la surface.

Une source d’énergie “quasi” infinie

Source de toute l’énergie libérée par le Soleil, la fusion nucléaire transforme l’hydrogène contenu dans le cœur du Soleil pour le transformer en hélium. Une source qui devrait perdurer encore quelque 5 milliards d’années avant que le Soleil n’épuise ses ressources en hydrogène. Ces réactions étant exothermiques, elles libèrent de la chaleur qui se propage progressivement jusqu’à la surface. Le noyau, composé au ⅔ d’hélium et ⅓ d’hydrogène, constitue presque 10% de la masse totale du Soleil.

La plus grosse centrale nucléaire qui existe

Lors de la transformation, chaque seconde, de 700 millions de tonnes d’hydrogène en hélium, une petite portion de la masse est convertie en énergie pure d’après la célèbre relation d’Albert Einstein E=mc2. Le noyau solaire, qui s’étend environ jusqu’à 0.25 rayons solaires et qui pourrait contenir ~20 000 Terre, produit ainsi une énergie équivalente à 300 milliards de milliards de centrales nucléaires (~3x1026 Watts).

Et la lumière fut

Le noyau du Soleil est donc le siège des températures les plus extrêmes du système solaire, atteignant près de 15 millions de degrés Celsius. Cette énergie (ou chaleur) traverse les autres couches intérieures du Soleil, la zone radiative puis la zone convective, pour atteindre la surface et ainsi être libérée dans le milieu interplanétaire sous la forme de rayonnement électromagnétique.