PETIT MOT DU DIMANCHE 08/05/2022
Connaissance & Partage
VOYAGE AU CENTRE DU SOLEIL
Deuxième partie
PMDD DU 8 MAI 2022
Dans le chapitre précédent, nous avons vu que, lors de chaque fusion nucléaire, quatre noyaux d’atomes d’hydrogène se fusionnaient pour donner un noyau d’atome d’hélium avec perte de masse, laquelle est convertie en photons. Cette énergie est une application de la célèbre équation d’Einstein, E=mc2 qui énonce que l’énergie équivaut à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière.
De fait, la masse du noyau d’hélium obtenue au terme de la fusion est un rien plus faible que la masse totale des quatre noyaux d’hydrogène présents au départ. C’est ainsi que 7 millièmes de la masse se sont transformés en énergie. Pour tenter de simplifier le processus on peut dire que quand le Soleil transforme 1 kg d’hydrogène en hélium, 7 grammes de matière se convertissent en énergie, ce qui représente l’équivalent de 200 heures de production d’un réacteur nucléaire de 900 mégawatts.
Comme à chaque seconde notre Soleil fait fusionner 600 millions de tonnes, il fournit 595 millions de tonnes d’hélium alors que 5 millions de tonnes sont converties en énergie. Cela veut-dire que le Soleil maigrit de 5 millions de tonnes par seconde…Cependant sa réserve d’hydrogène est tellement énorme que notre étoile n’a, jusqu’à présent, consommé que trois millièmes de sa masse initiale.
Contrairement à l’ampoule qui s’allume dès que l’on actionne l’interrupteur, l’énergie émise au coeur du Soleil ne jaillit pas instantanément à sa surface. Par exemple, une fois qu’un photon est émis, on pourrait croire qu’il file à la vitesse de la lumière jusqu’à la surface du Soleil !
Et bien non !
En réalité, un véritable parcours du combattant l’attend. A peine a-t-il franchi une fraction de millimètre, que la matière environnante l’absorbe puis le réémet mais pas forcément dans la direction de la sortie…puis le réabsorbe et ainsi de suite, le trajet passant par un nombre incalculable d’étapes. A chacune d’entre-elles, dans cet enfer surchauffé à plusieurs millions de degrés, les photons abandonnent un peu d’énergie et la température diminue progressivement en s’éloignant du coeur. Dans cette zone, dite « radiative », les trajets microscopiques des photons ressemblent à la marche d’un ivrogne titubant qui, effectuant des centaines de pas dans tous les sens, se retrouverait au final à quelques pas de son point de départ.
Les chercheurs ont ainsi calculé que l’énergie produite au centre du Soleil mettait 20 millions d’années pour parvenir à sa surface.
Au-dessus de la zone radiative, sur un tiers du rayon solaire, s’étend la couche supérieure de notre étoile dite « zone de convection ». La température est descendue à 2 millions de degrés et le transport d’énergie se fait suivant un mouvement vertical remontant à la surface au niveau de la photosphère où la température finale est de 5 500°.
A peine parvenus à la surface solaire, les photons sont alors libérés et peuvent s’élancer dans l’espace. Et c’est sur cette surface que l’on trouve des tâches noires et, encore au-dessus, la couronne solaire dont nous parlerons lors de la troisième partie.
(à suivre)
Bob