Le Soleil comme une étoile

Le Soleil est l’objet dominant du système solaire par sa masse et son contenu énergétique total. L’irradiation du Soleil détermine le climat des planètes et constitue la principale source d’énergie de la biosphère de la Terre. Le Soleil est une pierre de Rosette pour l’étude des processus astrophysiques à des résolutions qui ne peuvent être facilement atteintes pour d’autres étoiles. Les résultats de ces études solaires peuvent être appliqués à la compréhension d’autres étoiles, y compris les propriétés de leurs atmosphères et de leurs structures intérieures. Dans le domaine de la physique, le Soleil joue un rôle unique. L’élément hélium – le deuxième élément le plus abondant dans l’univers après l’hydrogène – a été découvert dans le spectre solaire. Le Soleil est l’un des bancs d’essai de la théorie de la relativité générale d’Einstein. La nature des particules subatomiques appelées neutrinos – sous-produits des réactions nucléaires dans le noyau chaud et dense du Soleil et des étoiles semblables au Soleil – a été élucidée grâce aux études solaires. Le Soleil sert de laboratoire pour l’étude de la physique des plasmas, c’est-à-dire l’étude des interactions entre les gaz ionisés et les champs magnétiques.

En plus de son rôle d’objet central de notre système solaire, le Soleil est aussi une étoile dans un univers d’étoiles. On parle parfois du Soleil comme d’une étoile « typique » ou « moyenne ». Si l’on faisait la moyenne, d’une manière mathématiquement appropriée, des propriétés des étoiles les plus massives et les plus chaudes avec celles des étoiles les moins massives et les plus froides, on obtiendrait peut-être les propriétés de base du Soleil. Mais les étoiles qui sont très semblables au Soleil ne constituent qu’environ 5 % des étoiles de notre galaxie la Voie lactée ! Plus de 80 % des étoiles de notre galaxie sont des étoiles « naines rouges » froides et moins massives. Le Soleil n’est en aucun cas typique au sens de commun!

Les étoiles offrent une gamme dans l’espace des paramètres physiques – taux de rotation, masse, température et abondances chimiques – qui n’est pas disponible avec le Soleil seul. Ainsi, les études stellaires permettent d’étudier la large applicabilité astrophysique des modèles développés purement dans un contexte solaire. En d’autres termes, puisque nous ne pouvons pas faire varier les propriétés du Soleil, nous étudions d’autres étoiles avec des masses, des taux de rotation et des températures différents pour déterminer dans quelle mesure les résultats que nous trouvons pour le Soleil sont applicables à d’autres étoiles ou si nos modèles et nos théories doivent être modifiés. Une question critique et permanente en astrophysique moderne est de savoir si le Soleil ressemble beaucoup aux autres étoiles semblables au Soleil ou s’il est unique.