Astronomie

Le Soleil est-il homogène ?

Le Soleil est-il homogène ?

Le Soleil a-t-il la même composition et la même densité partout en son sein ? Comment cela varie-t-il dans d'autres étoiles?


Non, le soleil et toutes les autres étoiles n'ont pas la même composition et la même densité en eux.

le composition varie avec la profondeur. La composition globale de la plupart des étoiles reflète le milieu interstellaire à partir duquel elles se forment. La convection, la décantation et les processus nucléaires conduisent alors à des couches d'éléments différents à des profondeurs différentes.

La fusion se produit au cœur de notre soleil (là où la pression et la température sont les plus élevées) donc il y a une plus grande abondance d'hélium à cette profondeur (par conversion d'hydrogène). D'autres étoiles qui sont entrées dans la phase de géante rouge auront également beaucoup plus d'éléments plus lourds. On pense que les étoiles à un stade très avancé fusionnent progressivement ces éléments, conduisant à des couches d'éléments de numéro atomique décroissant empilés les uns sur les autres.

La convection peut également conduire à un mélange d'éléments entre les couches. Le diagramme ci-dessous montre théoriquement comment ces couches convectives diffèrent sur une gamme de masses stellaires

La densité augmente à mesure que vous vous rapprochez du centre de l'étoile. Remarquez comment la densité est inférieure à celle de l'eau jusqu'à la moitié du rayon du soleil !


Non il n'a pas la même composition partout. Dans le noyau, l'hydrogène est fusionné en hélium, donc la fraction d'hydrogène (notée $X$, entre 0 et 1) diminue tandis que la fraction d'hélium ($Y$) augmente avec le temps. Il n'y a pas beaucoup d'échange de matière entre le noyau et l'enveloppe, donc l'enveloppe aura essentiellement la même constitution que lorsque le Soleil s'est formé.

Dans d'autres étoiles, la zone de convection s'étend dans le noyau, et pour ces étoiles, il y aura plus d'échanges des différents éléments au sein de l'étoile.

Les étoiles évoluées (par exemple, les étoiles géantes rouges, les étoiles à branches horizontales) ont souvent plusieurs coquilles où se produisent différents processus de fusion nucléaire. Une étoile à branche asymptotique, par exemple, a un noyau carbone-oxygène entouré d'une coquille brûlant de l'hélium, entouré d'une coquille d'hélium inerte, entouré d'une coquille brûlant de l'hydrogène, entouré d'une très grande enveloppe constituée principalement d'hydrogène.

Pour les matières non dégénérées, la densité dépend de la pression. Plus vous descendez profondément dans l'étoile, plus la pression est élevée et donc plus la densité est élevée.


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