► Mais, au fait, c'est quoi...le Soleil ?

Au cours de mes discussions à propos d'astronomie, j'ai constaté que certaines confusions demeuraient chez certains lorsqu'on évoquait les étoiles, les planètes, les galaxies, etc...
Pour tenter de dissiper ces incertitudes, vous trouverez en ligne une nouvelle série d'articles intitulés "Mais au fait, c'est quoi".
Et c'est le Soleil qui a la charge d'inaugurer cette série.

Le Soleil est une étoile, une boule de gaz en fusion, située au centre de notre système solaire.
C'est le plus gros objet du système solaire, il concentre à lui seul 99,8% de sa masse totale.
Son champ gravitationnel est extrêmement puissant. Ce champ maintient tous les objets du système solaire dans l'orbite de notre étoile.

La Terre se situe à 150 millions de kilomètres du Soleil. Cette valeur, appelée Unité Astronomique, est utilisée afin de mesurer les distances dans le système solaire.
Les interactions entre le Soleil et notre planète sont à l'origine des saisons et influencent notamment les courants océaniques, le climat ainsi que des phénomènes beaucoup plus locaux tels que les aurores australes et boréales.
Le Soleil nous apporte lumière et chaleur. Sans lui, la vie serait impossible sur notre planète.

Le Soleil, et tout ce qui gravite autour se situe dans la Voie Lactée, notre galaxie.

Avec un diamètre de 1,4 million de kilomètres, le Soleil fait partie des étoiles de petite taille. Il est même classé parmi les naines jaunes. Il existe des étoiles beaucoup plus massives dans la Voie Lactée. Cela dit, comparé à notre planète, le Soleil est un géant : sa masse est de 333 fois celle de la Terre. Et pour occuper le volume du Soleil, il faudrait 1,3 million de Terre.

Le Soleil s'est formé il y a 4,5 milliards d'années à partir d'une nébuleuse, un nuage de gaz et de poussière en rotation. Sous l'effet de sa propre gravité, le nuage s'est aplati pour devenir un disque et la plus grande partie de la matière s'est concentrée en son centre. Les pressions titanesques et les températures extrêmement élevées ont généré des réactions de fusion thermonucléaire. Une étoile était née !
Notre étoile est composée à 91% d'hydrogène et de 8,9% d'hélium.

L'intérieur de notre étoile est composé de 3 zones : le cœur, la zone radiative et la zone convective.
Le coeur se situe au centre du Soleil. C'est dans le coeur que se produisent les réactions de fusion thermonucléaire qui produisent une immense quantité d'énergie. Les atomes d'hydrogène y fusionnent pour former de l'hélium. La température du coeur est de 15 millions de degrés Celsius.
L'énergie produite dans le coeur se déplace lentement vers la surface du Soleil à travers les zones radiative et convective. Elle met 170 000 ans pour parcourir la distance entre le coeur et la limite supérieure de la zone convective. La température de cette zone est de 2 millions de degrés Celsius.

A la surface du Soleil appelée photosphère, la température "s'abaisse" à 5500 degrés Celsius. C'est à partir de la photosphère que la lumière solaire est diffusée dans l'espace. Cette lumière met 8 minutes pour atteindre la Terre.

La couche atmosphérique du Soleil se compose de la chromosphère et de la couronne. C'est dans ces régions que se forment les taches et les irruptions solaires. Paradoxalement, les températures de ces couches atmosphériques sont très élevées (2 millions de degrés Celsius).

Le Soleil libère en permanence le vent solaire, un flux de particules et de champs magnétiques. Il interagit avec notre atmosphère et est à l'origine des aurores australes et boréales.
Le champ magnétique généré par le Soleil se répend dans l'espace dans toutes les directions. La zone sous l'influence de ce champ magnétique est appelé l'héliosphère. La forme du champ magnétique solaire ressemble à une spirale, elle est connue sous le nom de spirale de Parker.

Le Soleil connaît des variations d'activité. Ces variations suivent un cycle. Tous les 11 ans, les pôles magnétiques du Soleil subissent une inversion de leur polarité magnétique. L'étoile entre alors dans un pic d'activité appelé maximum solaire qui se traduit par l'apparition de tempêtes solaires : taches et éruptions solaires, éjections de masse coronale. Sur Terre, ces tempêtes solaires peuvent endommager les satellites et entraîner des perturbations sur les systèmes électriques.

Comme toutes les étoiles, le Soleil finira un jour par s'éteindre. Mais sa mort sera spectaculaire. Après avoir consommer la plus grande partie de son hydrogène, il grossira jusqu'à engloutir Mercure, Vénus peut-être même la Terre. Mais ce n'est pas pour tout de suite : il lui reste encore 6,5 milliards d'années avant de devenir une naine blanche.

Source : Nasa, document traduit et enrichi (https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/sun/overview/).

Crédit photo : NASA/SDO.

► A la chasse aux neutrons

L'espace peut être un environnement de vie et de travail très dangereux, en particulier à cause des rayonnements subis par les astronautes. Issues des violents orages magnétiques qui éclatent dans l'atmosphère du Soleil ou des très lointaines explosions de supernovae, ces radiations représentent un risque sanitaire majeur pour les astronautes en mission de longue durée autour de notre planète.

Agissant comme une bulle protectrice, l'atmosphère et la magnétosphère de la Terre constituent un bouclier qui nous préserve de ce bombardement incessant de particules à haute énergie. Les astronautes travaillant en orbite basse et notamment dans la Station Spatiale Internationale (ISS) ne bénéficient pas de cette protection et sont exposés à de hautes doses de radiations.

La Canadian Space Agency (CSA) en collaboration avec d'autres agences spatiales a initié un programme de recherche sur les effets biologiques des radiations cosmiques. Durant sa mission à bord de l'ISS, l'astronaute Chris Hadfield aura la responsabilité d'un nouvel équipement permettant de mesurer le rayonnement neutron, l'un des plus dangereux dans la mesure où il peut occasionner de sévères dommages sur le corps humain. 

Le rayonnement neutron représente 30% des radiations frappant l'ISS. Dans l'espace, les neutrons sont produits lors des collisions des particules cosmiques avec la matière. Comme les rayons X, les neutrons sont capables de traverser les tissus humains et au terme d'une exposition prolongée, ils peuvent endommager l'ADN et causer des cataractes, des lésions de la moelle osseuse et même des cancers.

Radi-N2 est la deuxième génération d'instrument de mesure du rayonnement neutron placé à bord de l'ISS. Cet équipement a été conçu pour poursuivre les recherches effectuées en 2009 lors d'une première compagne de mesure. Radi-N2 utilise des détecteurs qui ciblent le rayonnement neutron et ignorent les autres types de radiation. Des détecteurs de ce genre ont été utilisés pendant plus vingt ans à bord de la navette spatiale et de la station MIR.  

Huit détecteurs seront donc installés dans les différents modules de l'ISS. Chaque détecteur ressemble à un tube qui a été rempli de gel polymère dans lequel ont été placées plusieurs gouttelettes de liquide. Lorsqu'un neutron frappe le tube, une gouttelette est vaporisée et apparaît alors à sa place une bulle de gaz dans le gel polymère.

C'est en comptant le nombre de bulles de gaz qu'il est possible d'évaluer la puissance du rayonnement neutron.

Cet équipement fournira des informations essentielles à la préparation de futures missions habitées à destination de la Lune, des astéroïdes et éventuellement de Mars. Ces recherches permettront également d'améliorer nos connaissances médicales sur les risques sanitaires engendrés par les radiations, tels que les cancers ainsi que les autres maladies infligeant des dommages sur le cerveau ou les tissus humains.

Cet article est la traduction d'une publication du 12 décembre 2012 de la Canadian Space Agency disponible à l'adresse suivante :

http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/csi_radi_2.html

Pour en savoir plus : http://www.asc-csa.gc.ca/eng/sciences/radi-n2.asp

► Un monde plein de mystères

Au-delà de la beauté et de la quasi poésie qui nous sont offertes sur ce cliché représentant l'ombre des anneaux sur Saturne, la planète géante et son merveilleux environnement demeurent toujours un monde mystérieux par bien des aspects.

En l'occurence, les scientifiques ne parviennent pas encore à identifier les phénomènes à l'origine des différences de teintes affichées par Saturne sur ce cliché. La planète apparaît d'une couleur or près de l'équateur et devient bleutée en s'approchant du pôle nord.

Peut-être doit-on ce merveilleux dégradé au cycle saisonnier de Saturne dont les couches atmosphériques proches du pôle seraient plus froides que dans la zone équatoriale.

Cette image a été obtenue grâce au système photographique grand angle de Cassini à une distance de 999 000 kilomètres de Saturne le 4 mai 2005.

Des filtres ont été utilisés sur cette image de manière à restituer la scène telle que la verrait l'oeil humain.
Crédit image : NASA/JPL/Space Science Institute.

► A l'aube du système solaire

Capturée par la sonde Dawn, cette vidéo nous montre la rotation complète de Vesta, un des plus gros objets de la ceinture d'astéroïdes, situé sur une orbite entre Mars et Jupiter. Ces images ont été prises le 24 juillet dernier pendant une période de 5 heures environ à une distance de 5 200 kilomètres de Vesta.

La mission Dawn, lancée en 2007, a pour objectif d'étudier l'astéroïde Vesta et la planète naine Cérès, tous deux situés dans la ceinture d'astéroïdes. Ces deux objets sont très différents : Vesta, comme on peut le voir sur la vidéo, est un corps rocheux et très sec alors que Cérès contient des minéraux aquifères ainsi qu'une faible atmosphère.

Vesta et Cérès se seraient formés à une époque où le système solaire était très jeune. Grâce aux instruments de la sonde Dawn, les scientifiques espèrent en apprendre beaucoup sur les conditions qui régnaient dans les premiers âges de notre système solaire.

► Jupiter, ange-gardien de la vie sur Terre

A l'heure où la sonde Juno commence son voyage vers Jupiter pour en étudier sa formation et son histoire, il est bon de prendre un peu de recul et d'examiner un instant notre situation à nous, petits humains, minuscules créatures qui nous agitons sur une petite boule rocheuse.
Il n'est pas question ici d'amorcer de grandes tirades métaphysiques, ni de sombrer dans de profondes considérations spirituelles, mais plutôt de considérer quelques données scientifiques grâce auxquelles nous pourrons en conclure que, décidément, l'apparition et surtout le maintien de la vie a des causes bien plus complexes que la simple distance "idéale" de la Terre par rapport à notre étoile.

Jupiter est une planète géante gazeuse. C'est aussi l'objet le plus massif du système solaire après le Soleil. Sa masse équivaut à 318 masses terrestres. Et à ce titre, Jupiter, grâce à cette masse fabuleuse mais aussi grâce à sa position par rapport au Soleil a été et, est encore, une bénédiction pour notre petite planète bleue, ainsi que pour toutes les formes de vie qui s'y sont développées.
L'orbite de notre planète autour du Soleil se situe à l'intérieur du cercle décrit par Jupiter autour de notre étoile. C'est grâce à cette caractéristique que la Terre, sous la bénéfique influence de Jupiter a pu graviter autour du Soleil sur une orbite presque circulaire, ce qui a favorisé une stabilité climatique sur le long terme sans laquelle la vie n'aurait pu subsister.

Autre caractéristique qui permet de considérer Jupiter comme un ange-gardien du système solaire interne et de la vie sur Terre : la capacité de la géante gazeuse, toujours grâce à sa masse, à jouer le rôle de ce que certains qualifient d'aspirateur du système solaire. Plus clairement, cela signifie que la force gravitationnelle de Jupiter est telle que la planète attire les astéroïdes et autre comètes qui seraient tentés de semer le trouble dans le système planétaire interne. Cela fut notamment le cas en 1994 de la comète Shoemaker-Levy 9, qui, capturée par Jupiter, s'est disloquée à cause de l'effet de marée de la planète avant d'entrer en collision avec elle dans son hémisphère sud.
En outre, à défaut de les détruire, Jupiter peut altérer les orbites des objets spatiaux potentiellement dangereux. Comètes et astéroïdes sont ainsi maintenus à bonne distance de la Terre, éjectées pour les unes hors du système solaire vers le nuage de Oort et cantonnés pour les autres sur une orbite située entre Mars et Jupiter dans la ceinture d'astéroïdes.