Système Solaire

§ Né il y a 4,5 milliards d'années

Ø Au milieu d'un nuage de poussière et de gaz résiduels issus de l'explosion de centaines d'étoiles

§ Le Soleil se déplace à une vitesse de 230 km/s autour de ce centre galactique

Ø Révolution en 250 millions d'années

Ø Depuis sa naissance, il a fait 18 fois le tour de la voie lactée

§ Compte pour 99% de la masse totale du système solaire, le reste étant principalement rempli par Jupiter

Ø Énorme volume équivalent à 1,3 million de fois celui de la Terre

§ Température

Ø Monte à 15 millions de degrés en son centre et

Ø 5 500 °C à sa surface

§ Activité du soleil par seconde:

§ Rassurez-vous, même à ce rythme

Ø À sa création, le soleil avait du "carburant" pour 10 milliards d'années

Ø Actuellement, nous avons atteint la moitié de la vie du soleil

§ Sous l'effet de l'immense température au cœur du soleil, l'hydrogène est convertit en hélium par réaction de fusion nucléaire

Ø 4 noyaux d'hydrogène donnent un noyau d'hélium

Ø Le soleil contient environ 10⁵⁷ protons (noyaux d'hydrogène)

Ø Il en convertit 10³⁸ en hélium à chaque seconde

Ø Soit un peu plus de 4 millions de tonnes de matière consommées par seconde

¨ 700 millions de tonnes d'hydrogène sont converties
en 695 millions de tonnes d'hélium, et

¨ avec une perte de masse de 5 millions de tonnes, transformée en énergie (E = mc²) sous forme de rayon gamma

Ø Produisant une énergie rayonnée de

¨ 4,5×10²⁶ joules par seconde (450 yottajoules/s)

m = 5 millions de tonnes = 5 10⁹ kg
c = 300 000 km/s = 3 10⁸ m/s

E = 5 10⁹ x (3 10⁸)² = 45 10²⁵ = 4,5 10²⁵ J/s

¨ Environ 1,4 kilowatt par mètre carré (kW/m2) en arrivant sur la terre

Ø Ce qui correspond à un taux de production d'énergie de

¨ 0,3 µW/cm³, ou

¨ 6 µW/kg

§ Il a commencé à brûler son hydrogène il y a 4,6 milliards d'années et est aujourd'hui a mi-chemin de son existence.

§ Quand le Soleil aura brûlé tout son hydrogène, il restera ses " cendres ", de l'hélium.

§ Le Soleil va se contracter sous l'effet de sa propre gravitation, ce qui provoquera un échauffement de son centre.

§ Ceci déclenchera de nouvelles réactions nucléaires qui brûleront l'hélium.

§ Les couches périphériques vont se dilater jusqu'à englober les orbites de Mars et de Vénus.

§ Le Soleil sera une géante rouge.

§ En se refroidissant, il va se recontracter, mais sans, cette fois, pouvoir redéclencher de nouvelles réactions nucléaires.

§ Ce sera une naine blanche de quelques kilomètres de diamètre.

§ Le Soleil aura atteint un équilibre éternel.

§ Une fois toute sa chaleur dissipée dans l'espace, la naine blanche s'éteint.

§ Elle devient alors une naine brune ou noire, de la cendre dans le ciel.

§ Une étoile plus grosse que le Soleil devra consommer bien plus d'hydrogène pour résister à un effondrement dû à sa propre gravité.

§ Elle vivra donc moins longtemps.

§ Une étoile 10 fois plus grosse ne vivra que 20 à 30 millions d'années seulement.

§ Une grosse étoile va brûler son hydrogène, puis son hélium.

§ Elle va continuer avec le carbone et le silicium pour finalement ne laisser que du fer.

§ Et ce fer ne brûle tout simplement pas.

§ Il encrasse le noyau.

§ Lorsque la combustion cesse, le noyau d'une grosse étoile s'effondre sous l'effet de sa propre gravitation.

§ Les couches périphériques voient " le sol se dérober sous leurs pieds ".

§ Elles chutent vers le centre, y rebondissent en une explosion géante.

§ L'étoile vole en éclat et vomit son énergie dans l'espace.

§ C'est une supernova qui émet en très peu de temps plus d'énergie qu'une galaxie toute entière.

§ L'effondrement d'une supernova donne une étoile à neutrons.

§ Étoile d'environ 15 km de diamètre, aussi massive que le Soleil.

§ Une étoile à neutrons peut présenter des points chauds émettant des ondes radio en tournant sur elle-même:

§ ce sont des pulsars. Il existe dans le ciel plus de 500 pulsars tournant jusqu'à 1000 tours par seconde.

§ Si le noyau est suffisamment massif, sa gravité peut le comprimer encore plus et donner un trou noir.

Jusqu'à 5 fois la masse du Soleil:

Géante rouge puis naine blanche et enfin naine brune ou noire

Entre 5 et 8 fois:

On ne sait pas prédire (aujourd'hui)

Au-delà de 8 fois:

Supernova puis étoile à neutrons, et pulsars voire trou noir

• Une nova est une étoile qui s'embrase soudain dans le ciel.
• Une naine blanche attire la matière d'une étoile proche.
• Une couche se dépose sur la naine.
• Elle atteint une chaleur et une pression telles qu'elle s'embrase d'un feu nucléaire.
• Il y a un accroissement spectaculaire de l'éclat de l'étoile.

• Les 3/4 des galaxies sont des galaxies spirales.
• Les bras spiraux ne sont le résultat de la rotation.
• C'est le lieu où se trouvent les étoiles les plus brillantes, dons les plus jeunes.
• Comme dans une ville, la nuit, les rues principales bien éclairées ne sont les endroits où se concentre la majorité des habitants.
• Les galaxies émettent de la lumière.
• Certaines de très puissants signaux radio: les radiogalaxies.
• Elles sont de siège de violentes réactions, émettant des jets de matière qui dépassent parfois la taille de la galaxie elle-même.
• Certaines d'entre elles sont si petites, car très lointaines, qu'elles ont été considérées comme quasi- étoiles: quasars.
• Le quasar le plus lointain se trouve à 16 milliards d'années-lumière.
• Il s'agit sans doute de la forme primitive des galaxies.
• Une personne d'aujourd'hui, sur l'un de ces quasars, pointant son télescope vers notre Voie lactée
• pourrait voir notre galaxie sous l'aspect d'un quasar
• alors que lui-même se considérerait sur une galaxie tout à fait normale.

Géante rouge

Soleil

Naine blanche

Étoile à neutrons

= 200 *

= 100

= 700

= 3

Soleil

Naine blanche

Étoile à neutrons

Trou noir

(en diamètre)

(= taille de la Terre)

(= 10 à 100 km)

2,7 10²⁰

m

Distance Soleil au centre de la voie Lactée

270 000 10¹²

km

Ou 270 000 téra km

27 000

al

Car, une année-lumière = 10¹³ km ou 10¹⁶ m

100 000

al

Diamètre de la Voie Lactée

800 000

km/h

Vitesse du Soleil dans la Voie lactée

225 millions

années

Révolution du Soleil autour de la Galaxie

20

Révolutions depuis la naissance du Soleil

4,5 milliards

années

Âge du Soleil

Photos en

§ Notre Galaxie

2 10³³ g =

masse du Soleil

• Malgré cette masse fantastique, le Soleil ne s'effondre pas sous l'effet de sa gravité.
• Il génère une énergie dans son cœur chauffé à plus de 10 millions de degrés, qui tend à le dilater.
• C'est le rayonnement de cette fournaise qui fait que le Soleil brille et ne s'effondre pas.
• En se frayant un chemin vers la surface à travers les couches supérieures de la matière, le rayonnement tient tête à la gravité qui veut faire s'effondrer le Soleil.
• Cet équilibre dure depuis 4,6 milliards d'années et durera encore 4,5 milliards.
• Alors, il n'y aura plus de rayonnement et le Soleil s'effondrera sur lui-même.

devenir un trou noir

• Réactions par secondes dans le Soleil, transformant,

• Tonnes d'hydrogène en hélium (700 millions de tonnes)

• Ces réactions libèrent une énergie considérable.
• Il existe un équilibre dans la boule gazeuse entre:

· La poussée du rayonnement lors de la libération d'une telle énergie

· et la compression due à la gravitation

=> Éclatement

=> Effondrement