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La chimie du Soleil

Introduction : Les éléments chimiques dans le Soleil

La composition du Soleil a été progressivement révélée par l’analyse du rayonnement qu’il émet. En 1814, le physicien Joseph von Fraunhofer découvrit quelques centaines de raies d’absorption dans le spectre visible du Soleil  et formula l’hypothèse que la photosphère (surface du Soleil) devait être constituée de gaz qui absorbaient certaines radiations.

En comparant le spectre solaire avec celui de flammes obtenues au laboratoire, l’allemand Gustav Kirchhoff confirma l’hypothèse et mit en évidence la présence de nombreux éléments comme le fer, le titane, le calcium, le manganèse. Mais il fallut attendre l’avènement de la physique statistique vers 1920 pour déterminer la composition chimique de la photosphère. Par la suite, des modèles plus sophistiqués permirent d’établir la composition interne du Soleil.

spectre.gif (9254 octets)

Ci-dessus : Raies d'absorption dans le spectre du Soleil

Le soleil est essentiellement composé d’hydrogène et d’hélium. Il contient aussi, dans des proportions moindres, de nombreux autres éléments, les plus abondants étant l’oxygène, le carbone et le fer. Mais seul l’hélium est synthétisé par le Soleil à partir de l’hydrogène, les autres éléments ayant été fabriqués par une étoile d’une génération précédente puis dispersés dans l’espace au terme de son évolution.

La fusion de quatre noyaux d’hydrogène en un noyau d’hélium s’accompagne d’une perte de masse libère de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière. Chaque seconde, 633 millions de tonnes d’hydrogène sont ainsi transformées en hélium.

Travail à effectuer :

Les deux tableaux ci-dessous donnent la composition en nombre d’atomes des éléments chimiques présents dans le Soleil et dans le globe terrestre.

Pour le Soleil :

soleil3.gif (38513 octets)

numéro atomique

élément symbole pourcentage
Hydrogène 92,1
  Hélium 7,8
Oxygène 0,06
Carbone 0,030
Fer 0,0037
Azote 0,0084
Néon 0,0076

Pour le globe terrestre :
terre3.jpg (11597 octets)  

numéro atomique

élément symbole pourcentage
Oxygène 51,9
  Magnésium 15,0
Fer 17,3
Silicium 14,8
Nickel 0,94
Autres  

Dans un tableur- grapheur, reproduire et compléter chacun des tableaux ci-dessus et représenter sous forme de deux diagrammes circulaires la composition du Soleil et du globe terrestre.