Voir dans le Soleil

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter frôle l’horizon au sud-ouest après le coucher du Soleil. La planète disparaît vers 20 h mais elle demeure bien visible.
  • Saturne apparaît vers 22 h et Vénus, autour de 5 h.
  • La Lune entrera dans son dernier quartier le 24 février.

Ken Tapping, le le 23 février 2011

Maints ouvrages scientifiques ou d’astronomie renferment des illustrations illustrant l’intérieur du Soleil. Elles montrent la zone où survient la fusion nucléaire, dans le noyau, là où est produite l’énergie, puis la façon dont cette dernière est transférée à la surface et irradiée dans l’espace. Comment peut-on le savoir avec certitude? Comment sait-on qu’il y a bien fusion nucléaire au cœur du Soleil? Il est impossible d’en visiter l’intérieur ou d’y envoyer des instruments pour le vérifier. Nous devons nous contenter d’en observer et quantifier la surface, ou photosphère, et ce qui l’entoure. Enfin, nous pouvons mesurer les rayonnements du Soleil.

Jusqu’à tout récemment, l’application des lois de la physique était la seule méthode nous permettant d’étudier l’intérieur du Soleil. On sait à quoi ce dernier ressemble grâce à la photosphère et à l’espace qui l’environne. Nous connaissons la masse et la composition du Soleil. Nous savons que c’est sa propre gravité qui le garde entier. Mesurer la quantité totale d’énergie irradiée dans l’espace est relativement aisé et on sait que cette énergie émane du cœur de l’astre. Cela suffit pour nous permettre de calculer la variation de la densité et de la température du cœur à la photosphère. Ce calcul révèle que la température et la pression au centre de l’étoile sont assez élevées pour enclencher la fusion nucléaire, cette réaction qui transforme l’hydrogène en hélium et libère l’énergie. Par ailleurs, on sait que la Terre a environ 4,5 milliards d’années. Le Soleil doit donc avoir à peu près le même âge, ce qui ne laisse aucune autre hypothèse valable : le Soleil est un réacteur à fusion nucléaire. Ces calculs semblent fonctionner pour notre étoile et de nombreuses autres, mais peut-on vraiment parler de preuve? Par chance, on a trouvé la solution à ce dilemme et on l’a trouvée là où ne s’y attendait pas : dans l’étude des séismes sur la Terre.

Un puissant tremblement de terre libère assez d’énergie pour secouer la planète entière. En analysant les ondes ainsi transmises dans des lieux distants, il est possible de cartographier le centre de la Terre. On appelle cette science la sismologie.

Des explosions malmènent constamment le Soleil, qui est aussi agité continuellement de remous fluides. Il y a quelques décennies, on a découvert qu’il est possible de visualiser les ondes secouant l’espace proche de la photosphère. Théoriquement, on devrait pouvoir calculer l’activité du Soleil en déterminant ce à quoi devraient correspondre les conditions à l’intérieur pour provoquer de telles ondes. Le hic est qu’il aurait fallu observer le Soleil en permanence, pas seulement la moitié du temps. La solution? Le Global Oscillation Network Group, GONG en abrégé. Plusieurs télescopes spéciaux, identiques, ont été déployés dans le monde afin de surveiller le Soleil 24 heures par jour, sept jours par semaine. Une nouvelle science, l’héliosismolosgie était née. (Hélios est le dieu grec du Soleil.) Nous savons maintenant que les calculs étaient justes. Les relevés n’ayant cessé de s’accumuler au fil des décennies et nos techniques d’analyse s’étant perfectionnées, il est désormais possible de déceler les plus infimes modifications qui affectent le Soleil. Depuis quelques années, l’astre du jour a changé de comportement et l’héliosismologie s’avère un puissant outil pour nous aider à mieux comprendre les réactions de notre étoile et ce qu’elles pourraient signifier pour nous.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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