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Les Etoiles

Les soleil
Ces étoiles à la mieux connu, du fait de sa proximité. Les astronomes distinguent même des détails à sa surface (d'une étendue de 150 km pour les plus fins).
Par rapport à la terre, le soleil est gigantesque. Son volume pourrait contenir 1'300'000 planètes comme la nôtre, et le long de son diamètre on pourrait en aligner 109. C'est une énorme boule de gaz très chaud dont la masse et plus de 300 mille fois celle de la terre. La pesanteur à sa surface est environ 28 fois plus fortes que sur la terre. Pourtant, le soleil n'est qu'une étoile très ordinaire. C'est une chance ou les astronomes de pouvoir si bien étudier une étoile aussi banale : tout ce qu'ils apprennent en observant le soleil les aides à mieux comprendre les autres étoiles.
La photosphère
La lumière aveuglante du soleil provient d'une couche de moins de 300 km d'épaisseur, la photosphère. C'est elle qui donne l'impression que le soleil est limité par un bort bien net. Sa température est d'environ 6000 °C. Vu au télescope, elle se présente comme un réseau de petites cellules brillantes, ou granules, en continuelle agitation. Chaque granule est une bulle de gaz de la taille d'un pays comme la France. Ellesurgit, se transforme et disparaît en une dizaine de minutes.
Par endroits, la surface du Soleil présente des taches sombres, appelés taches solaires, qui sont très étudiées depuis l'invention de la lunette et du télescope. En les observant jour après jour, on constate qu'elles ne sont pas toujours à la même place. Ce mouvement trouve que le soleil tourne sur lui-même.
La chromosphère et la couronne
Lors d'une éclipse totale, quand le disque aveuglant du Soleil disparaît derrière la Lune, on aperçoit autour un mince liseré rose vif, la chromosphère, et, au-delà, un halo argenté plus ou moins irrégulier, la couronne.
La chromosphère et la couronne sont les régions extérieures du Soleil. Elle forme l'atmosphère solaire. Habituellement, on ne les voit pas parce qu'elles sont beaucoup moins lumineuses que la photosphère.
La chromosphère s'élève jusqu'à 5000 km environ au-dessus de la surface du Soleil. Elle est hérissée de petits jets de gaz très chauds, les spicules. Sa température augmente avec l'altitude : au sommet, elle atteint 20'000 °C. La couronne, qui enveloppe la chromosphère, se dilue progressivement dans l'espace et n'a pas de limites extérieures bien définies. Elle est très ténue mais extrêmement chaude : sa température dépasse un million de degrés. De temps à autre, avec des instruments spéciaux, on voit certaines régions de la chromosphère devenir soudainement très brillantes : ce sont des éruptions solaires. Puis d'intenses jets de gaz, les protubérances, s'élèvent dans la chromosphère et la couronne. Quand on les voit en projection sur le soleil, les protubérances apparaissent comme des filaments sombres.
Par la couronne s'échappe en permanence du Soleil un flux de particules très rapides, le vent solaire.
L'intérieur du Soleil
On ne peut évidemment pas avoir l'intérieur du Soleil, les études de sa surface et de ses couches externes renseigne les astronomes sur sa structure interne. Bien qu'il renferme tous les corps simples identifiés sur la terre, 98 % de sa masse sont formés d'hydrogène et d'hélium (73 % d'hydrogène et 25 % d'hélium).
Il fait de plus en plus chaud et la matière est de plus en plus comprimée vers le centre du Soleil. Au centre même, la température atteinte environ 15 millions de degrés et la pression 100 millions de fois celle qui règne sur la terre. Dans cette fournaise, les atomes d'hydrogène s'agglomèrent par quatre et se transforment en atomes d'hélium. La réaction dégage de la chaleur et de la lumière. C'est ce qui permet au soleil de briller. Chaque seconde, 400 millions de tonnes d'hydrogène se transforment en hélium au coeur du Soleil. La zone où se produisent ces réactions nucléaires ne fait que le quart du rayon du Soleil, mais contient la moitié de sa masse. La lumière émise dans cette région centrale n'atteint la surface de 2 millions d'années plus tard !
L'activité solaire et l'observation du Soleil
Au fur et à mesure que les instruments d'astronomie se sont perfectionnés, les hommes ont pu observer les perturbations du Soleil : des taches solaires de la photosphère ; les éruptions solaires, les protubérances et des filaments de la chromosphère ; les jets de gaz de la couronne. Aujourd'hui, on sait que tous les phénomènes sont liés. Il constitue l'activité solaire. Leur fréquence et leur intensité varient selon une période d'environ 11 ans. Pendant cette période, le nombre de taches solaires passe par un minimum et par un maximum. Le prochain maximum est attendu vers l'an 2000. L'activité solaire est encore assez mystérieuse, mais on sait qu'elle est associée au magnétisme et la rotation du Soleil.
Les relations Soleil- terre
Lorsque le soleil devient plus actif, a surface de couvre de taches et l'on observe davantage d'éruptions solaires. Celle-ci libèrent dans l'espace d'énorme bouffées de rayonnements invisibles : rayons X, rayons ultraviolets, ondes radio. Elle s'accompagne aussi de l'éjection d'un flux intense de particules atomiques, électroniquement chargées : le vent solaire. Celle qui possède le plus d'énergie atteignent la terre en quelques heures et s'accumulent autour de notre planète, en formant des ceintures de rayonnements. Les autres mettent un ou deux jours pour nous parvenir ; elles sont déviées par le bouclier magnétique de la terre, la magnétosphère, et attirer par les pôles magnétiques de notre planète. En tombant atmosphère, elles produisent de belles lueurs colorées, les aurores polaires. Dans l'hémisphère nord, ce sont des aurores boréales ; dans l'hémisphère sud, ce sont des aurores australes. Elles ont l'aspect de grandes draperies rougeâtres ou verdâtres qui ondulent dans le ciel.
L'influence sur le climat
Il semble que les variations de l'activité solaire aient des répercussions sur le climat de la terre. Ainsi, de 1645 à 1715, on a observé aucunes taches sur le soleil et cette période a coïncidé avec les années les plus froides du « petit âge glaciaire », une période pendant laquelle les températures ont été anormalement basses en Europe. Au contraire, depuis le début du XXe siècle, le soleil est très actif et la température moyenne de la terre a très légèrement augmenté. Beaucoup de corrélations semblables entre l'activité solaire et des périodes de froid ou de canicule sur la terre ont été découvertes. Mais on ignore encore la manière exacte dont les variations de l'activité solaire agissent sur le climat.
Les observatoires solaires
Les observatoires pour l'étude du Soleil sont répartis tout autour de la terre : aux États-Unis, en Espagne, en France, en Tchécoslovaquie, en Russie, au Japon, en Australie, etc.
Ils sont équipés d'instruments conçus pour observer et analyser la lumière du Soleil. Les télescopes destinés à l'étude du Soleil ont une très grande longueur focale, pouvant atteindre jusqu'à 100 m, afin de fournir des images du Soleil de plusieurs dizaines de centimètres de diamètre. Ils sont installés à l'intérieur de tours solaires, qui permettent de recueillir la lumière du Soleil à plusieurs dizaines de mètres au-dessus du sol.
En effet, près du sol, la chaleur provoque une agitation désordonnée de l'air, qui brouille les images. Un système de miroirs permet de suivre le soleil dans le ciel et de renvoyer en permanence sa lumière sur le télescope.
Spectrohéliographe et coronographe
Avec le spectrohéliographe, on obtient des images du Soleil dans une seule couleur. Souvent, la lumière choisie est celle d'une radiation rouge de l'hydrogène.Le coronographe est une lunette spéciale qui permet de masquer le disque aveuglant du Soleil. On peut aussi observer la couronne en dehors des éclipses totales du Soleil. Pour tirer le meilleur parti de cet instrument, il faut installer en montagne, là où l'atmosphère est très peu pure. Certains radiotélescopes, les radiohéliographes, servent à enregistrer les ondes radio émises par le soleil. Les autres rayonnements invisibles du Soleil (rayonnements ultraviolets, rayonnement X., etc.) sont étudiés à l'aide d'instruments placés à bord d'engins spatiaux.