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Briques d'une planète qui ne s'est jamais construite
Au centre du système solaire trône son astre principal : une étoile nommée Soleil. Sa masse, près de deux milliards de milliards de milliards de tonnes, compte pour 99,86 % de la masse totale du système solaire, avec les planètes, les satellites, les astéroïdes et les comètes. Sa taille est également imposante, puisque le Soleil avec 1,4 million de kilomètres de diamètre est dix fois plus gros que la plus grande des planètes lui tournant autour, Jupiter, et plus de cent fois plus gros que notre planète.
De par sa nature stellaire, le Soleil n’est ni solide, ni liquide, ni gazeux : la matière qui le constitue est si chaude qu’elle se trouve dans un quatrième état physique, celui de plasma. Sous des températures cléments, les atomes constitutifs de la matière sont complets : les électrons sont liés au noyau de l’atome. Ce n’est plus le cas dans un plasma, où les électrons se déplacent librement. Electrons et noyaux possèdent une charge électrique : les électrons sont négatifs et les noyaux sont positifs. Lorsque les atomes sont complets, ils sont aussi neutres car les charges positives et négatives se compensent, rendant les atomes neutres au point de vue électrique.
Il règne à la surface du Soleil une température avoisinant les six mille degrés, et au centre le thermomètre grimpe jusque quinze millions de degrés. A cette température peuvent se dérouler des réactions très libératrices d’énergie, que l’homme n’a pas encore réussi à dompter : la fusion de noyaux d’atomes. Dans les centrales nucléaires, on s’occupe de casser des gros noyaux atomiques pour libérer de l’énergie, au contraire des futures centrales thermonucléaires où l’on fera s’amalgamer des petits noyaux.
Les noyaux qui réagissent au cœur du Soleil sont en effet petits, vu qu’ils ne comportent qu’une seule particule appelée proton. Lorsque deux protons se rencontrent à très grande vitesse (ce qui équivaut à parler de haute température, car la température d’un milieu est, physiquement parlant, la mesure de la vitesse d’agitation des particules qui composent ce milieu), ils se fondent en un seul noyau en même temps que l’un deux se transforme en neutron. On assiste alors à la formation d’un noyau de deutérium, qui possède les mêmes propriétés que l’hydrogène mais en deux fois plus lourd. Le noyau de deutérium peut capter un autre proton pour donner de l’hélium-3 (trois pour le nombre de particules que comporte le noyau). La collision de deux noyaux d’hélium-3 provoque l’éjection de deux neutrons et la subsistance d’un noyau d’hélium-4, le même qui remplit nos ballons dirigeables.
Au final, on peut poser comme bilan des réactions qui ont lieu au cœur du Soleil ce ci : quatre noyaux d’hydrogène (en deux mots quatre protons) fusionnent pour former un noyau d’hélium ; une transmutation, la transformation d’un élément chimique en un autre élément chimique est donc effectuée au cœur des étoiles. A chaque tic de montre, c’est 600 millions de tonnes d’hydrogène qui sont transformées en 596 millions de tonnes d’hélium. Les quatre millions de tonnes de différence sont volatilisés en énergie.
Ces réactions de fusion libèrent de l’énergie sous deux formes : de la lumière bien entendu, mais aussi des particules extrêmement légères (on a d’ailleurs longtemps cru qu’elles ne pesaient rien du tout) nommées neutrinos. La lumière a beaucoup de mal à se frayer un chemin à travers le plasma : elle se fait sans cesse absorber et réémettre par les protons et les électrons qu’elle rencontre sur son passage. En conséquence de quoi il faut pas loin d’un million d’années pour que la lumière émerge du Soleil et rejoigne la Terre après un voyage dans le vide interplanétaire qui ne durera que huit minutes. Ceci est plutôt bénéfique, car dans le processus d’absorption et de réémission continuelle, la lumière perd de son énergie : elle est émise dans le domaine gamma, ce qui signifie qu’elle possède plus d’énergie que les rayons X et en devient dangereuse mais elle termine son parcours comme une lumière verte tout à fait inoffensive et surtout visible avec nos yeux.
