Le Soleil

      Bien qu'il fallut attendre le XVIIe siècle pour que les astronomes s'en rendent finalement compte, le Soleil n'est pas un astre particulier de l'Univers, mais simplement une étoile comme les autres. La seule chose qui le distingue des autres étoiles est sa proximité à notre planète. Le Soleil est ainsi la seule étoile suffisamment proche de la Terre pour pouvoir être étudiée en détail, la seule dont nous puissions observer la surface et l'environnement proche avec précision. En plus de son intérêt propre, l'étude du Soleil constitue donc également un pas fondamental dans notre compréhension générale des étoiles.

Le Soleil est un corps relativement simple, une gigantesque boule de gaz de 1,4 millions de kilomètres de diamètre, soit 110 fois la taille de la Terre. Sa masse est de 2000 milliards de milliards de milliards de kilogrammes, soit 330 000 fois celle de la Terre. Environ 75 pour cent de cette masse est composée d'hydrogène, 25 pour cent d'hélium et le reste (0.1 pour cent) est constitué d'éléments plus lourds.

Structure interne

       L'intérieur du Soleil étant inaccessible à l'observation, il faut recourir à des constructions théoriques pour décrire les phénomènes qui s'y produisent et déterminer sa structure interne. Ces études ont mis en évidence que l'intérieur du Soleil est divisé en trois zones : le noyau, la zone radiative et la zone convective. Le noyau est la partie dans laquelle l'énergie du Soleil est créée grâce à des réactions nucléaires. La température y est extrêmement élevée, environ 15 millions de kelvins. Cette région représente environ 25 pour cent du diamètre du Soleil et, du fait de sa grande densité, contient près de 60 pour cent de la masse totale de notre étoile.

     Mosaïque d'images montrant les différentes couches de notre étoile. En-haut, l'intérieur du Soleil avec trois couches, le noyau (core), la zone radiative et la zone convective. En bas, les trois couches externes, la photosphère, que l'on peut considérer comme la surface du Soleil et où apparaissent les taches solaires (sunspots), la chromosphère et la couronne (corona). L'image montre également un trou coronal (coronal hole), une éruption solaire (flare) et une protubérance (prominence). Crédit : SOHO (ESA/NASA)  

    Autour du noyau vient ensuite la zone radiative qui représente 55 pour cent du rayon du Soleil. Dans cette région, l'énergie créée dans le noyau est transportée vers l'extérieur par les photons. Ce mode de transport est très lent car les photons sont constamment absorbés puis réémis par toutes les particules présentes. On estime ainsi que le temps mis par un photon pour sortir du Soleil est de plusieurs centaines de milliers d'années, alors qu'il suffirait de quelques secondes s'il n'y avait pas d'obstacle en chemin.

      Finalement, on arrive à la couche extérieure, la zone convective, qui représente 30 pour cent du diamètre solaire et où la température descend sous le million de kelvins. Dans cette couche, le transport d'énergie se fait par convection, c'est-à-dire par des mouvements d'ensemble de la matière présente. Le gaz chaud des profondeurs remonte ainsi vers la surface, libère de l'énergie en se refroidissant, puis replonge vers l'intérieur et ainsi de suite.

Les débuts de l'astronomie:

     Les hommes observaient déjà le ciel il y a des dizaines de milliers d'années. Des phénomènes tels que le déplacement du Soleil dans le ciel ou les changements d'aspects de la Lune leur étaient familiers. Peu à peu, ils commencèrent à utiliser ces phénomènes à leur avantage. Le mouvement du Soleil dans le ciel, depuis l'est à l'aube jusqu'à l'ouest au crépuscule, pouvait leur servir à mesurer le temps au cours de la journée. Quant au cycle des phases de la Lune, il leur permettait d'établir un calendrier lunaire qui se révélait très utile pour fixer la date de fêtes religieuses.

     Un autre phénomène plus lent s'avéra également d'une grande utilité. L'aspect du ciel nocturne n'était pas le même tout au long de l'année, certaines étoiles n'étaient visibles qu'en été, d'autres uniquement en hiver. De plus, si l'on examinait la position apparente du levé de Soleil par rapport aux étoiles, il apparaissait clairement que cette position n'était pas fixe, mais dérivait légèrement d'un jour à l'autre. Les Anciens avaient compris que ce mouvement, dû à la révolution de la Terre autour du Soleil, était lié au cycle des saisons puisque qu'après un cycle complet le levé de Soleil retrouvait la même position par rapport aux étoiles. Le phénomène permettait ainsi de créer un calendrier extrêmement utile pour l'agriculture, qui permettait de prévoir la période la plus favorable aux semences ou aux récoltes.

      A ses débuts, l'astronomie était donc essentiellement un outil de mesure du temps. Son développement fut probablement accéléré par le problème suivant. Les premiers astronomes se rendirent compte que les trois intervalles de temps de base, le jour, le mois défini par le cycle lunaire et l'année, n'étaient pas compatibles entre eux. En particulier, l'année ne correspondait ni à un nombre entier de mois, ni à un nombre entier de jours. L'établissement de calendriers fiables nécessitait en conséquence une observation très attentive du ciel. C'est ainsi que l'observation des astres dans le ciel se développa et atteignit un très haut niveau, comme en témoignent les écrits des grandes civilisations des Ve et IIe millénaires avant notre ère, en particulier en Mésopotamie, en Égypte et en Chine. C'est à cette époque, pour se repérer plus facilement dans la voûte étoilée, que des astronomes regroupèrent certaines étoiles - de façon totalement arbitraire - pour former des figures reconnaissables : les constellations. Descriptions du monde

      En plus d'une connaissance du mouvement des astres, les Anciens développèrent des descriptions du monde et des explications de son origine. Toutes ces théories avaient pour point commun de placer la Terre au centre de l'univers. Pour les Babyloniens, par exemple, nous nous trouvions à l'intérieur d'un immense dôme solide entouré d'eau. Des trous dans ce dôme permettaient à l'eau de s'infiltrer et de donner naissance à la pluie. En Égypte, le ciel était le corps de la déesse Nout et la Terre celui du dieu Geb. Quant aux étoiles, il s'agissait de feux qui quittaient la Terre et s'élevaient vers le ciel.

      Un autre aspect commun à ces descriptions était la croyance en un pouvoir que les astres pouvaient exercer sur les hommes. En effet, pour les Anciens, le Soleil, la Lune et les étoiles étaient des phénomènes naturels au même titre que les chutes de pluie par exemple. Pour cette raison, les astres devaient eux aussi avoir une influence majeure sur la vie des hommes. De là se développa l'idée que la position des astres dans le ciel avait une signification cachée quant à notre destin : l'astrologie était née...