I Un soleil agité

a) La composition du soleil

Sa composition chimique est la suivante :

Hydrogène = 73.46 %
Hélium = 24.8%
Oxygène = 0.77 %

On y trouve également en petite quantité (moins de 0.2%) du Fer, du Néon, de l'Azote, du Silicium, du Magnésium et du Soufre.

b) Généralité sur les vents solaires

Au ‘cœur’ du soleil, la température atteint 15 000 000° C (27 000 000° F) et la pression est 340 milliards de fois plus importante que celle sur Terre au niveau de la mer. Dans ce cœur en fusion, des réactions nucléaires ont lieu.

La partie extérieure visible du Soleil se nomme photosphère et sa température est de 6 000°C (11 000°F). Cette couche parait tachetée à cause des éruptions turbulentes d'énergie en surface. La température et les turbulences y sont tellement importantes que des vents s’y forment et circulent sans interruption. Ils sont assez puissants pour transporter les particules du soleil, ce sont les vents solaires.

Ces vents solaires sont essentiellement composés de protons auxquels se mêlent quelques ions de deux sortes d'hélium He et de gaz rares. La présence d'électrons assure le maintien électriquement neutre. Le tout crée un flux de 250 millions d'ions par cm3 et par seconde. Le nombre d'atomes par cm3 diminue au fur et à mesure que la distance au Soleil augmente.

La densité du vent solaire se calcule en protons cm3, elle est en moyenne de 5 à 10 particules. Ce jet de gaz se déplace à des vitesses supersoniques et atteint de 200 à 1200 km/sec. Mais l'effet est différent selon s'il passe auprès d'une planète ayant un champ magnétique, une ionosphère ou au contraire aucun des deux. Les vents rapides proviennent des régions situées près des pôles du soleil. Les vents plus lents émergent des régions équatoriales du soleil.

La vitesse et la densité du vent solaire ont un impact important sur les aurores polaires se formant sur la terre. Les vents solaires sont dans un premier temps attirés par le champ magnétique terrestre. Si le vent solaire est calme, les aurores vont se produire seulement près des pôles magnétiques, en haute latitude. Si la vitesse du vent solaire augmente de façon significative, les aurores vont s’amplifier, se déplacer et éclairer les latitudes moyennes et basses.

Plusieurs sites de météo spatiale nous informent sur les vents solaires, nous pouvons surveiller leur vitesse et leur densité.

c) Les formes de vents solaires

Sur le soleil, il existe différents phénomènes comme les protubérances, et les filaments, ce sont des poches de plasma denses et froides dans la couronne solaire. Des gaz essentiellement composés d’hydrogène sortent de la surface sous forme de colonnes qui s’éloignent de la surface du soleil. Le champ magnétique intense soulève la matière dense des protubérances, qui peuvent s’élever à des altitudes de plusieurs centaines de kilomètres. L’agitation et l’énergie causées forment un vent solaire. La vitesse moyenne du vent solaire est d’environ 250 à 300 km/sec. Ceci est la base du phénomène des aurores polaires sur la terre. Ces particules solaires alimenteront les hautes latitudes en aurores polaires.

Certains champs magnétiques solaires sont dit ‘ouverts’, il sont dirigés droit vers l’espace. Ces zones ou le plasma solaire s’échappe sont appelés trou coronaux, car elles apparaissent sur les premiers clichés d’observation aux rayons X comme des zones sombres. Les vents solaires formés par les trous coronaux voyagent graduellement, leur vitesse passera de 400 à 600 km/s et leur densité pourra atteindre 20 à 40 protons cm3 et les vents atteindront la terre au bout de 4 à 5 jours. Ces trous coronaux envoient des quantités suffisantes de particules solaires, pour offrir de grandes aurores polaires dans les latitudes hautes et moyennes et une possibilité pour les basses latitudes.

Les taches solaires est le nom donné à une zone de la photosphère du soleil dont la température est inférieure à celle de son environnement. Les taches solaires apparaissent de ce fait sous la forme de régions sombres. Le refroidissement qui provoque la tache est dû à la présence d’un puissant champ magnétique centré sur elle. Elle se trouve isolée de son voisinage avec lequel elle n’a plus d’échange thermique. Les taches solaires apparaissent généralement en groupe.

Les éruptions solaires sont des explosions sur le soleil , produit quand l’énergie stockée au-dessus des taches solaires est soudainement libérée, puis une grande et rapide masse de plasma est envoyée dans l’espace. Cette éruption induit un vent solaire avec une vitesse croissante de 800 à 1200 km/sec et sa densité pourra atteindre la centaine de Protons cm3.

Les vents mettront 2 à 3 jours pour atteindre la Terre. Ces éruptions solaires sont appelées CME (éjection de masse coronale). Les taches solaires sont des indications visuelles du processus qui envoie des particules chargées dans l’espace. Ces particules solaires seront capturées par les pôles magnétiques de la terre et vont créer ainsi les aurores polaires dans les moyennes latitudes et enfin assurément dans les basses latitudes.

Les éruptions solaires sont classées par ordre d’importance et de puissance (classées selon les rayons X et gamma de longueur d’onde).

Les éruptions de classe A B C sont petites et avec peu de conséquences.

Les éruptions de classe M sont moyennes et donnent un rayonnement mineur.

Les éruptions de classe X sont très importantes et spectaculaires.