Soleil

Le Soleil est le seul objet du Système solaire que l'on peut montrer du doigt sans télescope et, en un sens bien réel, tout le reste n'est qu'un détail négligeable. Cette étoile de la séquence principale de type G concentre 99,86 % de la masse totale du système — les huit planètes, toutes les lunes, tous les astéroïdes et toutes les comètes se partagent les 0,14 % restants. C'est l'ancrage gravitationnel qui maintient Neptune sur sa boucle de 165 ans et la Terre sur la sienne de 365 jours, et la fournaise dont la lumière, mettant 8 minutes et 20 secondes à parcourir les 150 millions de km jusqu'à la Terre, alimente presque toute vie sur notre planète.

Malgré sa familiarité, le Soleil est un lieu véritablement extrême : 696 340 km de rayon (soit environ 109 Terres alignées), environ 4,6 milliards d'années, et une conversion silencieuse d'environ 600 millions de tonnes d'hydrogène en hélium chaque seconde, dans un cœur à plus de 15 millions de °C. C'est une étoile d'âge moyen, sans particularité selon les critères galactiques — et c'est précisément cette banalité qui en fait l'étoile la mieux étudiée de l'univers.

Une étoile, pas une planète

Le Soleil n'est pas une boule de gaz en feu au sens d'un feu de camp — rien n'y brûle réellement. Il brille parce que son cœur, comprimé par le poids de tout ce qui le surplombe jusqu'à des densités supérieures à celle du plomb et des températures proches de 15 millions de °C, fusionne des noyaux d'hydrogène en hélium. Chaque événement de fusion ne libère qu'un filet d'énergie, mais avec un cœur qui consomme environ 600 millions de tonnes d'hydrogène par seconde, le total est vertigineux : c'est la pression vers l'extérieur de cette énergie qui maintient l'étoile face à sa propre gravité écrasante, un équilibre qui dure depuis 4,6 milliards d'années et qui devrait se poursuivre encore environ 5 milliards d'années.

Sur le plan de la composition, le Soleil est constitué d'environ trois quarts d'hydrogène et un quart d'hélium en masse, tout le reste — carbone, oxygène, fer et autres éléments — représentant moins de 2 %. Avec une masse de 1,989 × 10³⁰ kg, il définit littéralement l'unité « solaire » pour l'ensemble de l'astronomie : les masses, luminosités et rayons stellaires se mesurent tous en multiples de ceux du Soleil.

Couche par couche, du cœur à la couronne

Un photon né dans le cœur ne s'échappe pas directement. Il progresse vers l'extérieur à travers la zone radiative selon une marche aléatoire qui peut prendre de l'ordre de 100 000 ans, avant d'atteindre la zone convective, où de grandes cellules de plasma chaud remontent en bouillonnant vers la surface puis replongent, comme de l'eau dans une casserole en train de chauffer. La « surface » visible — la photosphère — n'est pas solide du tout, mais la couche où le gaz devient enfin assez ténu pour laisser la lumière s'échapper dans l'espace, à une température relativement fraîche de 5 500 °C.

Au-dessus de la photosphère se trouve la chromosphère rougeâtre, puis la couronne, la ténue atmosphère externe du Soleil qui se déploie lors d'une éclipse totale en un halo nacré. Étrangement, la couronne est bien plus chaude que la surface qu'elle surplombe — plus d'un million de degrés — une énigme appelée le problème du chauffage coronal, que les physiciens solaires cherchent toujours à expliquer. C'est de cette atmosphère externe que jaillit le vent solaire, un flux constant de particules chargées qui remplit tout le Système solaire et façonne les queues des comètes.

Les taches solaires et le cycle de 11 ans

Le Soleil ne tourne pas comme un corps solide : son équateur effectue un tour en environ 25 jours, tandis que ses pôles mettent plus d'un mois, et cette rotation différentielle enroule son champ magnétique comme un élastique qui s'entortille. Il en résulte un cycle d'activité de 11 ans au cours duquel des taches solaires sombres et plus froides apparaissent puis s'estompent, les pôles magnétiques finissent par s'inverser, et l'étoile bascule entre un « minimum solaire » calme et un « maximum solaire » tempétueux.

En octobre 2024, la NASA et la NOAA ont annoncé que le cycle solaire 25 en cours avait atteint sa période de maximum solaire, même si le mois précis du pic ne pourra être déterminé que des années plus tard. Ce cycle s'est révélé plus intense que prévu par les prévisionnistes — le 3 octobre 2024, le Soleil a libéré une éruption de classe X9.0, la plus puissante du cycle. Au maximum, le Soleil déclenche des éruptions solaires et des éjections de masse coronale qui génèrent de la météorologie spatiale : des tempêtes géomagnétiques qui illuminent les aurores loin des pôles, mais qui peuvent aussi perturber les satellites, le GPS, les communications radio et les réseaux électriques sur Terre.

Toucher le Soleil : un siècle de missions

Comme il est impossible de s'y poser, le Soleil est étudié à distance et, de plus en plus, depuis l'intérieur même de son atmosphère. La sonde SOHO de la NASA et de l'ESA l'observe en continu depuis 1995, l'Observatoire de la dynamique solaire (SDO) de la NASA l'imagine en ultraviolet extrême depuis 2010, et Solar Orbiter, la sonde de l'ESA lancée en 2020, a renvoyé les premières vues des pôles du Soleil depuis l'extérieur du plan des planètes.

La plus audacieuse de toutes est la sonde Parker Solar Probe de la NASA, qui le 24 décembre 2024 a survolé le Soleil à seulement 6,1 millions de km de sa surface — plus près d'une étoile qu'aucun engin spatial dans l'histoire — tout en filant à environ 690 000 km/h, la vitesse la plus élevée jamais atteinte par un objet fabriqué par l'homme. Protégée par un bouclier thermique en composite de carbone, elle a traversé directement la couronne pour échantillonner le vent solaire à sa source et sonder pourquoi cette atmosphère externe est si improbablement chaude.

Comment observer le Soleil en toute sécurité

Le Soleil est le seul objet de ce catalogue capable de vous rendre définitivement aveugle : la règle est donc absolue, ne jamais l'observer à travers un télescope, des jumelles ou un appareil photo sans un filtre solaire certifié et adapté, fixé à l'avant de l'instrument. Des lunettes de soleil ordinaires, une pellicule exposée ou du verre fumé ne sont pas sûrs.

Les moyens sûrs sont des lunettes d'éclipse certifiées (ISO 12312-2) pour l'observation à l'œil nu, un télescope solaire dédié en lumière blanche ou en hydrogène-alpha, ou encore la classique méthode de projection par sténopé, qui projette une petite image du Soleil sur une carte, sans aucun risque. Avec un équipement sûr, durant une période calme, on peut repérer des taches solaires dérivant sur le disque ; le plus grandiose des spectacles, la couronne elle-même, n'est visible que durant les quelques minutes d'une éclipse solaire totale.