Il brille chaque jour au-dessus de nos têtes, parfois dissimulé par les nuages. Le Soleil trône au milieu du ballet incessant des planètes en orbite autour de lui, au cœur du système solaire. Sans l’énergie qu’il transmet en continu vers la Terre, aucune vie ne serait possible. Les astronomes ont pointé des instruments de plus en plus sophistiqués vers ce maître des astres. Des missions sont même parties l’observer d’un peu plus près, directement dans l’espace. Mais il reste encore beaucoup à découvrir sur l’étoile.

Voici tout ce qu’il faut savoir sur le Soleil en 19 questions.

Les caractéristiques du Soleil

Le Soleil est l’étoile la plus proche de nous. Que sait-on de ses caractéristiques ?

Quelle est la distance Soleil-Terre ?

Le Soleil se trouve à environ 150 millions de kilomètres de notre planète, la Terre. Cette distance a été utilisée comme référence pour créer l’unité astronomique, une unité de longueur très utile pour exprimer les distances entre des objets.

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Le Soleil est l’étoile du système solaire. // Source : Nino Barbey pour Numerama

Quelle est taille du Soleil ?

Avec son diamètre de 1,4 million de kilomètres, le Soleil est le plus gros objet de tout le système solaire. Cela représente environ 109 fois le diamètre de la Terre.

Cela peut sembler énorme, mais parmi les étoiles, le Soleil est en fait de taille assez moyenne. Des étoiles jusqu’à 100 fois plus grandes ont été découvertes.

Quelle est la masse du Soleil ?

La masse du Soleil est estimée à 1 989 100 000 000 000 000 000 000 000 000 kilogrammes. Cela équivaut à environ 330 000 fois la masse de la Terre.

Il représente à lui seul 99,86% de la masse du système solaire.

Quel type d’étoile est le Soleil ?

Le Soleil est une étoile de type naine jaune, principalement composée d’hydrogène et d’hélium.

D’où vient le nom du Soleil ?

L’étoile du système solaire a reçu de nombreux noms. Le nom Soleil vient du latin classique « sol », qui désigne l’astre, et « solis » renvoyant au Soleil en tant que divinité.

Certains mots utilisés pour parler du Soleil font référence à Hélios, le dieu du Soleil dans la mythologique grecque — par exemple, héliosphère.

Quel est l’âge du Soleil ?

Le Soleil est âgé de 4,5 milliards d’années. Ou 4 500 000 000 ans, si vous préférez les longues suites de zéros. Pour estimer cet âge, les scientifiques retracent l’histoire du système solaire et étudient les plus vieux objets à leur disposition, comme les roches lunaires.

Quelle est la température du Soleil ?

C’est à l’intérieur du Soleil qu’on trouve sa partie la plus chaude : le noyau, où les températures atteignent 15 millions de degrés Celsius. La photosphère (sa surface visible) est plus froide, avec une température estimée à 5 500°C.

La couronne solaire, soit la couche la plus externe de l’atmosphère du Soleil, est très chaude, de plus en plus à mesure qu’on s’éloigne de la surface de l’étoile. Elle atteint jusqu’à 2 millions de degrés Celsius. Les scientifiques tentent toujours de comprendre pourquoi cette atmosphère est plus chaude que la surface du Soleil.

À quoi ressemble la surface du Soleil ?

La surface du Soleil n’est pas solide, comme celle de la Terre, des planètes rocheuses et des lunes. Quand on parle de surface du Soleil, on fait généralement référence à la photosphère, sa couche superficielle de gaz, celle qui émet sa lumière la plus visible. La photosphère constitue la première couche de l’atmosphère du Soleil.

Est-ce que le Soleil tourne sur lui-même ? Dans quel sens ?

Le Soleil tourne sur lui-même, sur son propre axe, incliné de 7,25° par rapport au plan formé par les planètes en orbite autour de lui. Il ne tourne pas comme un seul bloc solide : des parties du Soleil tournent à des vitesses différentes.

  • Au niveau de l’équateur, il met 25 jours terrestres à faire un tour sur lui-même,
  • Au niveau de ses pôles, il met 36 jours à faire une rotation.

En plus de tourner sur lui-même, le Soleil est en orbite, autour du centre de la Voie lactée — le système solaire se trouve dans le bras spiral d’Orion –, à la vitesse de 720 000 kilomètres par heure. Il lui faut 230 millions d’années pour faire un tour complet de la galaxie.

Vie et mort du Soleil

Navrés de vous l’apprendre, mais le Soleil va mourir un jour. Pas tout de suite, heureusement.

Comment s’est formé le Soleil ?

Lorsque le Soleil s’est formé il y a environ 4,6 milliards d’années, il est né dans ce qu’on appelle la nébuleuse solaire, un immense nuage de gaz et de poussière. Cette nébuleuse s’est effondrée sous l’effet de sa propre gravité, formant un disque. La majeure partie de la matière s’est rassemblée au centre du disque, pour former le Soleil — une autre partie a servi à former les planètes et autres objets qui sont aujourd’hui en orbite autour de lui.

Comment le Soleil va-t-il mourir ?

Il n’est pas éternel : comme n’importe quelle autre étoile, le Soleil va mourir, lorsqu’il finira par ne plus avoir assez d’énergie (il sera à court d’hydrogène, son carburant). Le destin du Soleil est de devenir une géante rouge : il sera alors si grand qu’il engloutira Mercure, Vénus et probablement la Terre.

Selon les scientifiques, le Soleil en est à la moitié de sa vie. Il lui reste 5 milliards d’années avant l’ultime étape de sa vie : devenir une naine blanche, un astre très dense.

Le Soleil pourrait-il devenir un trou noir ?

En mourant, certaines étoiles donnent naissance à des trous noirs. Mais le Soleil, lui, ne pourra pas se transformer en trou noir. Il n’est tout simplement pas assez massif pour cela. Il deviendra une naine blanche, comme ce qui attend les étoiles dont la masse est faible à moyenne (moins de 8 fois la masse solaire).

La Terre survivrait-elle à la mort du Soleil ?

Lorsque le Soleil se changera en géante rouge, qu’adviendra-t-il de notre planète (ainsi que de ses voisines) ? Des études sont menées pour anticiper si les planètes survivront à la mort du Soleil : le suspens reste entier pour ce qui est de la Terre. Les scientifiques pensent que le Soleil engloutira Mercure et Vénus, les deux planètes les plus proches de lui. Mais le sort de la Terre est moins certain, car la planète se situe à la lisière de l’endroit où le Soleil devrait s’étendre en devenant une géante rouge.

L’activité du Soleil varie-t-elle ?

Le Soleil est une étoile variable : il connait un cycle d’activité sur une période de 11 ans. Quand on parle de cycle solaire, on fait référence au champ magnétique du Soleil : le gaz de l’étoile est chargé électriquement et se déplace, ce qui génère un champ magnétique.

Les champs magnétiques générés par le Soleil s’étendent dans l’espace, formant ce qu’on appelle le champ magnétique interplanétaire : ce champ est transporté à travers le système solaire par le vent solaire, un flux de gaz chargé électriquement, envoyé par le Soleil dans toutes les directions.

Tous les 11 ans, les polarités du champ magnétique solaire s’inversent : dit autrement, les pôles magnétiques nord et sud du Soleil s’échangent. Pendant les années où l’activité du Soleil est maximale, on perçoit des augmentations du nombre de taches solaires (des zones plus sombres, plus froides que le reste de la photosphère). Un cycle solaire commence par un minimum (quand le Soleil a moins de taches), est marqué par un maximum (en milieu de cycle) et s’achève avec un nouveau minimum.

Actuellement, nous sommes dans le 25e cycle du Soleil, qui a commencé officiellement fin 2019. Le prochain maximum est attendu pour juillet 2025.

Qu’est-ce qu’une tempête solaire ?

Une éruption solaire, ou tempête solaire, est un phénomène lié à l’activité solaire. Ces tempêtes font partie des phénomènes les plus violents qui peuvent avoir lieu dans le système solaire. Il suffit de quelques heures au Soleil pour dégager 10 000 fois la consommation mondiale d’énergie annuelle de l’humanité.

Les éruptions solaires sont provoquées par une accumulation d’énergie magnétique, au niveau des taches solaires (qui sont des zones avec des champs magnétiques intenses). Lors des années de maximum du cycle d’activité du Soleil, on peut compter des dizaines d’éruptions par jour.

L’observation du Soleil

Oui, on peut observer le Soleil, mais pas n’importe comment.

Quelles précautions prendre pour observer le Soleil ?

Il ne faut jamais observer directement le Soleil à l’œil nu : cela risquerait de provoquer des lésions irrémédiables (brûlure de la rétine), voire la cécité.

Savoir quelle est la bonne manière d’observer le Soleil est une question qui se pose souvent au moment d’une éclipse solaire. Puisqu’il ne faut jamais l’observer en vision directe, il est impératif de prendre des précautions pour voir une éclipse de Soleil en toute sécurité (même quand le disque solaire est obscurci à 99 % pendant l’éclipse). Vous devez opter pour des lunettes conçues pour cet usage (arborant un marquage CE de conformité), récentes et penser à faire des pauses.

Si vous possédez un télescope ou avez l’opportunité d’en utiliser un, retenez bien que vous ne devez jamais vous en servir pour regarder le Soleil. Les jumelles, lunettes ou télescopes concentrent la lumière et vous exposent à des risques de brûlures.

Pourquoi n’y a-t-il pas d’éclipse solaire plus souvent ?

Les éclipses de Lune ou de Soleil sont des événements marquants et rares. Il ne peut y avoir que 7 éclipses maximum en une année. Au minimum, il y a 4 éclipses par an, dont obligatoirement 2 de Soleil et 2 de Lune.

Cette rareté s’explique par le fait que les éclipses ont lieu lors d’un alignement entre la Terre, le Soleil et la Lune. Or, les orbites de la Terre (autour du Soleil) et de la Lune (autour de la Terre) sont inclinées l’une par rapport à l’autre. Une éclipse n’est possible que lorsque le Soleil croise le plan de l’orbite lunaire. Cela ne laisse que 2 positions spécifiques par an, qu’on appelle des nœuds.

L’exploration du Soleil

Plusieurs missions spatiales ont été lancées pour s’approcher un peu plus près de l’étoile.

Quelle est la durée du voyage vers le Soleil ?

Même si le Soleil a une puissante force d’attraction (il maintient tous les éléments, de Mercure jusqu’au lointain nuage de Oort, dans le système solaire), il est difficile de voyager vers le Soleil. Il faut 55 fois plus d’énergie pour aller vers le Soleil que pour aller sur Mars. Cela vient du fait que notre planète se déplace très rapidement et latéralement par rapport au Soleil (ce qui empêche d’ailleurs la Terre de tomber vers le Soleil). Pour atteindre le Soleil, il faut annuler ce mouvement.

C’est pour cela que les missions d’exploration du Soleil peuvent avoir besoin de fusées puissantes et de réaliser des manœuvres d’assistance gravitationnelle — en s’aidant de la planète Vénus, comme c’est le cas pour la sonde solaire Parker. Cette sonde pourrait atteindre une vitesse maximale d’environ 692 000 km/h : il lui faudrait en théorie 216 jours pour atteindre le Soleil à ce rythme.

On peut aussi prendre l’exemple de la Station spatiale internationale, qui évolue à 28 000 km/h en orbite autour de la Terre. À cette vitesse, il faudrait 222 jours pour parcourir 149 millions de kilomètres, soit la distance Terre-Soleil.

Le problème de ces estimations, c’est qu’elles impliquent de voyager en ligne droite : or, tout est en mouvement dans l’espace. Si on lance un vaisseau directement vers le Soleil, au moment où il arrivera à destination, le Soleil ne sera plus au même endroit.

Reprenons donc un cas concret : la sonde solaire Parker, lancée le 12 août 2018, doit s’approcher à 6,16 millions de kilomètres du Soleil. Pour cela, il lui faut réaliser 24 orbites et 7 survols de Vénus en tout : la fin de sa mission primaire est attendue pour juin 2025, soit un peu moins de 7 ans pour « atteindre » le Soleil.

Quelles missions étudient le Soleil ?

Plusieurs missions spatiales sont en cours pour étudier le Soleil :

  • SoHO, ou l’Observatoire solaire et héliosphérique, de l’ESA et de la Nasa : lancé en 1995, il étudie la structure interne de l’étoile, le vent solaire et la couronne solaire.
  • STEREO, ou Observatoire des relations Soleil-Terre, de la Nasa : lancé en 2006, il étudie les bulles de plasma produites dans la couronne du Soleil (ce qu’on appelle les éjections de masse coronales).
  • SDO, ou l’Observatoire de la dynamique solaire, de la Nasa : lancé en 2010, il aide à mieux comprendre les changements du champ magnétique du Soleil.
  • La sonde solaire Parker, de la Nasa, lancée en 2018 : elle étudie la couronne solaire et survole régulièrement le Soleil, de plus en plus près. C’est l’objet le plus rapide construit par l’humanité.
  • Solar Orbiter, de l’ESA : lancé en 2020, le satellite s’intéresse aux origines du vent solaire et doit servir à caractériser les régions polaires du Soleil.