Comment le Soleil s'est-il mis à "produire" de l'hydrogène ?

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Comment le Soleil s'est-il mis à "produire" de l'hydrogène ?

Juju

Bonjour.

En fait, le Soleil ne produit pas d'hydrogène :
il le transforme dans son cœur par un processus de fusion nucléaire, transformant l'hydrogène initial en hélium (chaîne proton-proton). Pour que les réactions de fusion thermonucléaire s'amorcent au cœur d'un nuage d'hydrogène moléculaire en contraction, il faut que la température de ce cœur atteigne 10 millions de degrés, température atteinte par augmentation de la densité et de la pression causée par l'effondrement gravitationnel du nuage. Au cœur du Soleil, la température est actuellement de 15 millions de degrés.
On estime que le Soleil est né il y a 4,6 milliards d'années environ au coeur d'un nuage de gaz formé il y a 8 milliards d'années dans notre Galaxie, âgée quant à elle de 10 à 15 milliards d'années. L'amorçage de l'effondrement de ce nuage pourrait avoir été causé par des ondes de choc transmises au nuage par des explosions de supernovae voisines, des naissances massives d'étoiles ou des instabilités au sein même du nuage. Devenu instable, le nuage met quelques millions d'années à se contracter, puis quelques centaines de milliers d'années à se fragmenter en de multiples protoétoiles se contractant sous l'effet de leur propre masse et se réchauffant. En leur centre, les réactions de fusion nucléaire mettront à peine quelques dizaines de milliers d'années à se déclencher.

Cordialement
Pierre CRUZALEBES, Chargé de Recherches au CNRS 
Laboratoire Fizeau de l'OCA

Pierre CRUZALEBES
Chargé de Recherches au CNRS
OCA - Avenue Copernic
06130 GRASSE
Tél 04 93 40 53 29
Fax 04 93 40 53 33
Courriel : Pierre.Cruzalebes@obs-azur.fr
Site : http://www.obs-azur.fr

Le Soleil ne produit pas d'hydrogène.
Au contraire, il l'utilise comme carburant pour fournir de l'énergie sous forme de chaleur et de lumière. L'hydrogène, élément le plus simple de la nature, a été fabriqué à la naissance de l'Univers, il y a très longtemps. C'est la seule fois où il a été fabriqué en grande quantité.
Depuis, il s'est regroupé dans des régions immenses qu'on appelle des galaxies et à l'intérieur de ces galaxies, il remplit presque tout l'espace (on parle de milieu diffus) dans lequel les étoiles baignent. Par endroit, cet hydrogène arrive à se regrouper encore plus pour former des nuages, qu'on appelle nuages interstellaires (ou milieu dense).
Ces nuages s'effondrent par endroit sous leur propre poids pour former des étoiles et en particulier, un nuage s'est effondré il y a 4,5 milliards d'années pour former notre Soleil. En s'effondrant, le gaz (principalement de l'hydrogène, mais aussi de l'hélium et de très faibles traces des autres éléments, comme le carbone, l'oxygène, etc.) s'échauffe car les collisions augmentent beaucoup quand le gaz est comprimé : on essaye de faire tenir la même quantité de gaz dans un volume de plus en plus petit.
Le taux de compression est énorme puisqu'on part d'un nuage dont la taille est environ 1 million de fois celle de l'étoile à la fin. Le taux de compression en VOLUME est donc 1 million x 1 million x 1 million, soit un 1 suivi de 18 zéros, c'est comme si on voulait faire tenir toute la Terre dans un ballon de 6 m de rayon.
La température monte donc de plus en plus et les collisions deviennent toujours plus nombreuses et toujours plus violentes jusqu'au moment où les hydrogènes au lieu de repartir chacun de son côté après la collision vont rester collé l'un à l'autre pour former un nouvel élément (ils fusionnent et on parle donc de fusion nucléaire, comme pour le projet ITER).
Cette fusion se fait en dégageant de l'énergie (de la chaleur en quelque sorte) qui va permettre au Soleil de briller. La quantité d'hydrogène dans l'Univers ne fait donc plus que décroitre depuis sa naissance car il est brûlé petit à petit dans les étoiles (voir aussi la question : est-ce que les étoiles naissent encore ?).
L'hydrogène se transforme par fusion en hélium (en plusieurs étapes) mais le processus peut continuer et on peut aussi brûler l'hélium pour former du carbone, de l'oxygène, etc., jusqu'au fer pour les plus grosses étoiles, plus chaudes et qui arrivent à brûler l'oxygène, ce que ne peut pas faire notre soleil, trop petit et trop froid pour ça.