Le Soleil, comme toutes les étoiles, perd de sa matière. Les couches superficielles disparaissent. Cette disparition est liée à l'activité nucléaire du soleil. En effet, les éruptions à sa surface projettent des particules à une vitesse très élevée jusqu'à leur permettre de s'échapper de la force de gravité du Soleil. Ces projections sont soit permanentes et "modérées", soit éphémères et violentes lors d'éruptions solaires. Ces flux de particules sont appelés VENTS SOLAIRES.
a ) Sources d’échanges permanentes
On distingue 3 couches concentriques principales dans la structure interne du Soleil : en son centre, le coeur nucléaire (il concentre environ 60 % de la masse totale du Soleil et est le lieu de transformation de l’hydrogène en hélium par fusion nucléaire), puis la zone radiative (l’énergie y est transportée sous forme de rayonnement et les photons y subissent de très nombreuses collisions avec la matière solaire) et la zone convective (zone agitée par de puissants courants de protons et d’électrons qui tourbillonnent selon des axes verticaux et forment des cellules : les granules). Enfin la photosphère (la couche externe), région d’où sont éjectés les photons, est source de 99 % du rayonnement total.
C’est de ces granules que naît la première source permanente d’échange de particules entre la surface solaire et son atmosphère, et par suite, notre atmosphère : les spicules, langues de protons et d’électrons, sont conduites hors du Soleil selon des lignes de champs ouvertes créées par les mouvements de la matière ionisée de la zone convective (entre les granules). Cette première source permanente est nommée vent lent.
De même, au niveau des trous coronaux (zones de la couronne, partie de l’héliosphère qui émet de la lumière par désexcitation des particules qui s’y trouvent, peu émissives), dont le champ magnétique est très ouvert sur l’espace, se détachent de grandes langues de matière : les plumes (bien plus longues que les spicules) : le vent rapide, qui constitue la seconde source permanente d’échange de matière avec l’héliosphère.
b ) Source d’échange violente
Assimilable à un corps noir (corps absorbant toutes les radiations qui le frappent), la photosphère émet à sa température d’équilibre thermique : 5777 K. Loin d’être uniforme dans le temps et l’espace, la photosphère laisse apparaître des anomalies. Les principales sont des zones sombres circulaires : les tâches solaires. Correspondant à un refroidissement local de la surface du Soleil (T#4000 K), elles caractérisent par leur nombre et leur expansion l’activité solaire. On utilise l’indice de Wolf R (calculé en fonction de ce nombre de tâches) pour représenter l’évolution de cette activité solaire.
Trouvant son origine dans la matière en convection près de sa surface (et non dans un noyau magnétique), le champ magnétique solaire se manifeste par des lignes de champ perpendiculaires à sa surface qui se torsadent sous l’effet des différentes rotations et créent des tubes de champ intenses. Entraînant une diminution des apports d’énergie par ralentissement de la matière, les gaz se refroidissent, créant ainsi une tâche solaire polarisée. Ainsi, par ces tubes de champ, peuvent s’élever des filaments de matière ionisée : les protubérances. Alors, l énergie qui y est piégée peut se libérer brutalement, il s’agit d’une éruption solaire. Elle constitue ainsi la seconde source d’échange entre avec l’atmosphère solaire. Notons qu’elle est de courte durée et particulièrement intense.
Ainsi les vents violents suivent cette périodicité, et les conséquences au voisinage de la Terre sont également régulées. Néanmoins le Soleil reste très imprévisible et nous sommes jamais à l'abri d'un sursaut coronal. Cette situation précaire pose beaucoup de difficultés pour les Hommes tant sur Terre que dans l'espace.
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Fig I-1-a : Structure du Soleil.
On distingue bien les différentes parties du soleil, dont la chromosphère à l'origine des vents solaires permanents. Les éruptions solaires survenants au niveau des taches solaires sont quant à elles responsables des vents les plus violents mais plus rares.
Fig I-1-b : Relations entre structure de la couronne solaire et type de vent solaire.
Fig I-1-c : L’évolution de l’indice R en fonction des années.
Cette évolution passe par un maximum et un minimum avec une périodicité de 9 à13,5 ans. On a donc des cycles d’activité solaire d’une période moyenne de 11 ans.
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