Etudes dynamiques des ejections de masse coronale et les activites solaires

Le Soleil est le point qui attire le plus l’attention de l’homme dans les cieux. De nombreuse générations et civilisations ont succédé à la vénération et à l’observation du Soleil, vu le nombre de conviction ayant admise sa grande importance dans le cycle de la vie. En particulier son importance dans le repère temporel que ce soit journalier ou annuel, marqué par sa position, les solstices, les équinoxes et aussi les éclipses. Le Soleil a commencé à être étudié d’un point de vue quantitatif lorsque les taches solaires ont été découvertes. Le Soleil n’est pas une simple attirance pour nous, il est aussi une source d’énergie.

Sans le Soleil, les êtres qui vivent sur notre planète c’est-à-dire les différents faunes et flores n’existaient jamais. Le Soleil est notre seul source d’énergie stellaire par son rayonnement. C’est lui qui régit le cycle des saisons et nous apportant lumière et chaleur.

Ses chaleurs, lumières et énergies sont les résultats des ensembles des réactions nucléaires qui se produisent en leur sein ou bien la nucléosynthèse. La nucléosynthèse n’est pas la seule gigantesque activité du Soleil, l’éjection des masses coronales est la plus menaçante pour notre planète et cette menace est omniprésente pour nous. Le problème rencontré pour ce genre d’observations et études provient de la distance, il est très difficile d’observer et d’étudier une telle chose si éloignée, vu la distance presque 150 million de kilomètre. Mais heureusement les astrophysiciens ont inventé des instruments face à ce problème et désormais l’instrument STEREO et LASCO sur le satellite SOHO est là pour relever le défi et surmonter ce problème.

GENERALITE, MATERIELS ET METHODES 

GENERALITE

Le Soleil n’est seulement pas notre source d’énergie et de vie, il est aussi source de mystère pour l’homme. Auparavant, le Soleil est considéré comme un objet de culte pendant des milliers d’années et ensuit un objet scientifique, le mystère complexe indécouvrable cache par lui-même ne cesse d’impressionner les chercheurs. Les chercheurs essayaient de comprendre les mécanismes régissant son activité qui est essentiel parce que le système solaire tout entier est impacté par son activité. L’observation du Soleil pendant une certaine durée, montre que notre étoile, c’est-àdire l’étoile la plus proche de nous ou le Soleil, est loin d’être une simple boule de gaz, cela est déjà connu depuis des millénaires. Des anciens livres chinois connus déjà 800 avant notre ère prédisent l’existence des taches solaires mais on ignorait ses origines .

Le Soleil est l’unique étoile qu’on est capable de visualiser de près et de durée d’autant qu’on veut. Une telle quantité d’observation procure une bonne précision, qu’on n’aurait jamais l’occasion concernant d’autres étoiles.

Le Soleil 

Le Soleil est une étoile comme les autres étoiles parmi les milliards d’autres qui appartiennent à la Voie lactée. Une étoile est une boule massive et lumineuse de plasma liée par sa propre gravité dont son cœur atteint la température nécessaire à l’amorçage de réactions de fusion nucléaire, c’est-à-dire de l’ordre de plusieurs millions de degrés. Le Soleil est l’étoile la plus proche de la Terre, il se place à 150 millions de kilomètre de chez nous. Son rayon, 700000 kilomètres, est cent fois plus grand que le rayon terrestre et sa masse est trois cent trente mille fois plus importante que celle de la Terre, 2 milliards de milliards de milliards de tonnes. Malgré sa gigantesque taille, le Soleil est relativement petit par rapport aux autres étoiles, il est mille cent fois plus petit que Bételgeuse.

Notre Etoile est née il y a 4,6 milliards d’année, dans un gigantesque nuage interstellaire compose d’hydrogène, d’hélium. Ce nuage s’est compartimenter pour former le système solaire, une étoile au milieu entoure des planètes et poussière.

Le Soleil représente à lui seul 99,86% de la masse totale du système solaire. Il est considéré comme une étoile de type naine jaune. Le soleil est composé principalement d’hydrogène (74% de la masse), d’hélium (24 % de la masse), et 1% des éléments qui lui constituent sont des éléments plus lourds tels que l’oxygène et le carbone.

Structure interne solaire

L’étoile est formée de plasma en équilibre. Elle est composée d’atomes de gaz à qui l’on appliquera les équations des gaz parfaits. De l’énergie est produite au centre de l’étoile par des réactions nucléaires. Cette énergie se propage vers la surface.

• Le noyau :
Le rayon du noyau solaire est estimé à un cinquième du rayon solaire. 50% de la masse solaire est concentrée dans son noyau où la température est environ 15 million de degrés kelvin. Les réactions de fusion nucléaire se déroulent dans ce noyau, notamment la combustion d’hydrogène en hélium. Durant ces réactions, des neutrinos sont dégagés directement du cœur, par contre les photons de très haute énergie c’est-à-dire les rayons X et γ n’arrivent à atteindre la surface solaire qu’après 10⁵ années.

• La zone radiative :
Cette partie s’étend à partir du noyau jusqu’à 2/3 du rayon solaire. La température dans cette zone est encore élevée parce que c’est là où se déroulent les transferts d’énergie par radiation thermique : cette zone absorbe les photons puis les dégage après avoir absorbé leurs énergies. La température se dégrade vers l’extérieur dans cette zone, elle peut descendre jusqu’à 2 million de degrés à la limite supérieure.

• la zone convective :
La circulation globale du plasma, comme l’eau qui bout, causée par le mouvement convectif entraine la température en gradient. La température de cette zone allant de 5800 degrés Kelvin, à la surface, à 2 million degrés Kelvin à l’intérieur. Les mouvements ascendants et descendants du plasma engendrent de gigantesques cellules de convections, responsables des phénomènes de granulation visibles à la surface du Soleil, la photosphère.

Structure externe

➤ La photosphère
La photosphère est la surface visible du Soleil, d’épaisseur de 500 km et de densité de 10²³𝑝/𝑚³. Le spectre émis est presque pareil de celui d’un corps noir à une température de 5800 K. Sa température n’est pas uniforme et varie, pour les zones plus froides, entre 4000 et 4500 K. Ces parties froides sont appelées des taches solaires, qui sont dues à un champ magnétique intense qui bloque le mouvement convectif du plasma sous ces régions. Une granulation de la photosphère y est aussi observée, manifestation du mouvement ascendant et descendant du plasma dans la zone de convection. Le champ magnétique est concentré sur le bord de ces granules qui ont des tailles caractéristiques d’environ 800 km et une durée de vie de 3 à 8 minutes. Cette granulation est en réalité observée à différentes échelles. Entre ces cellules de granulation, la matière va pouvoir s’échapper continuellement.

➤ La chromosphère
La chromosphère est la région supérieure de la photosphère avec une épaisseur de 2000 km, où la température peut atteindre d’environ 4500K et la densité est très petite. La chromosphère est un milieu qui n’est pas homogène.

➤ La couronne
La couronne solaire est la partie qu’on peut voir à l’œil nue pendant les éclipses totales du Soleil. C’est donc la partie extérieure de l’atmosphère du Soleil. Les coronographes, tels que LASCO à bord du satellite SOHO, permettent son observation. La première figure qui va précéder nous montrera la couronne solaire prise par LASCAO. La luminosité de la couronne varie avec l’activité solaire c’est à-dire celle-ci est doublée par rapport au minimum solaire lors du maximum solaire. Sa température est supérieure à 1MK démontré par l’émission des ions de fer hautement ionisés. Les couches plus froides, chromosphère et photosphère, sont situées en dessous de celleci. Cette augmentation de la température reste un mystère de la physique solaire.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITE, MATERIELS ET METHODES
GENERALITE
– STRUCTURE SOLAIRE
– CME
MATERIELS
METHODES
CHAPITRE II : LES ACTIVITES INTERNES, RESULTATS, SYNTHESE ET DISCUSSION
LES SOURCES DE L’ENERGIE SOLAIRE
– NUCLEOSYNTHESE STELLAIRE
– CHAINE PP
– CYCLE CNO
– CYCLE SOLAIRE
RESULTATS
SYNTHESE ET DISCUSSION
CONCLUSION

Lire le rapport complet