L'édition 2018 de la Fête de la science a été l'occasion de participer à un atelier d'observation du soleil, sous la responsabilité  du géologue Éric Lewin (projet Curiosity) et de l'astronome Alexis Carlotti. Il sont tous les deux chercheurs à l'OSUG en tant que "cailloutologues", comme ils se présentent parfois. Le premier s'intéresse à ce qu'il se passe au sein du système solaire, le second explore l'extérieur à la recherche d'éventuelles autres planètes habitables. 

L'atelier s'adresse à un public scolaire, composé d'élèves de CE2, CM1 et CM2.

Alexis Carlotti sur le campus universitaire de Grenoble pour la Fête de la Science

Du nouveau sous le soleil ?

Heureux hasard, l'actualité scientifique de ce jeudi 11 octobre permet d'introduire la thématique du jour : au matin, un météore particulièrement lumineux est passé au-dessus de la France avant de se désintégrer. Les deux scientifiques saisissent l'événement pour rappeler qu'on parle bien ici d'un météore, et non d'une météorite, puisqu'il ne s'est pas écrasé au sol. 

Premier invité de l'atelier, heureusement au rendez-vous : le soleil. Une boule de feu en explosion permanente dont le diamètre équivaut à 100 fois celui de la Terre. Le Soleil, c'est de l'hydrogène en feu, l'atome le plus simple dans l'univers (lui-même composé de ce gaz à 99%). À une vitesse de 300 000 km/sec, la lumière du Soleil met huit minutes pour faire la distance Soleil-Terre : ce qu'on voit lorsqu'on regarde le Soleil, c'est donc le Soleil il y a huit minutes. Question température, le Soleil est à 4000° : pour comparer, la lave est à 1000° et votre four à 400°.

Aujourd'hui, on pense de plus en plus à reproduire l'énergie hydrogène sur Terre pour solutionner les problèmes liés aux énergies fossiles et nucléaires (automobile, sphère domestique, etc.) Le Soleil brûle depuis quatre milliards d'années, et on estime à encore quatre milliards, voire cinq, le nombre d'années restantes : l'énergie produite par le Soleil, si elle est durable, n'est toutefois pas infinie.

Second invité, tout aussi essentiel : la lunette interférométrique. Il s'agit d'un appareil qui découpe la lumière en un million de parties. C'est l'action inverse d'une lunette astronomique qui, elle, grossit la lumière. La lunette interférométrique est indispensable pour observer le Soleil sans se brûler les yeux. Éric et Alexis insistent : pas d'observation sans protection, jamais, qu'importe le contexte. 

Lunette interférométrique (sur l'image en tête d'article, on voit le Soleil à travers la lunette)

Champ magnétique terrestre et aurores boréales

L'activité solaire consiste en un gaz chaud éjecté par le Soleil qui retombe sur celui-ci. C'est de l'électricité pure, des électrons. Le mouvement est permanent. Dans le cas d'une éruption solaire, une partie des électrons part dans l'espace et arrive sur Terre. Si la Terre résiste à ces retombées électriques, c'est grâce à son champ magnétique (dont tous les secrets n'ont pas encore été complètement percés par la science). Le champ magnétique sort du pôle Sud puis englobe la Terre pour la protéger : sans ce champ magnétique, pas d'alternatives, on brûlerait comme dans un micro-ondes ! 

Lorsque les électrons éjectés par le Soleil arrivent sur Terre, il rejoignent les pôles via le champ magnétique : c'est à ce moment que se forment les aurores boréales. Éric glisse une astuce aux élèves : dans un avion, sur un trajet Amérique du Nord-Europe, la meilleure place est à l'avant gauche. En regardant par le hublot à l'aube, il est très probable de voir des aurores boréales.

Les effets d'une éruption solaire nécessitent deux jours pour être ressentis sur Terre et durent quelques heures. Le Soleil est comme un coeur avec ses pulsations. Une pulsation a lieu environ tous les 11 ans, puis l'activité se calme.

"Tu es en train d'être éclipsé" : éclipses, mirages et autres phénomènes solaires expliqués

Qu'est-ce qu'une éclipse ? Au-delà des définitions scientifiques et officielles, les deux scientifiques s'attellent à illustrer les phénomènes astraux à l'aide d'outils et de photographies. Pour expliquer l'éclipse, un élève joue la Terre, Alexis la Lune : en s'interposant entre le Soleil et l'élève, désormais dans l'ombre d'Alexis, il est tout de suite très facile de comprendre  le principe.

La dernière éclipse totale de Soleil date de 2016, visible depuis la zone méditerranéenne. Le spectacle dure une à six minutes. La précédente éclipse visible depuis la France a eu lieu en 1999. Rendez-vous en 2024 aux États-Unis pour observer la prochaine !

Éric et Alexis expliquent qu'on vit à l'époque idéale pour profiter des éclipses. La Lune s'éloigne de la Terre d'environ un centimètre par an. La perspective fait que la taille de la Lune et celle du Soleil sont identiques, ce qui n'était pas le cas plus tôt : trop proche de la Terre, la Lune ne permettait pas de cacher complètement le Soleil, rendant l'observation impossible sans se brûler les yeux.

Mais encore, avez-vous déjà remarqué cet effet d'eau au sol lorsqu'on prend l'autoroute en été ? Il s'agit là d'un mirage, comme dans le désert. On parle d'illusion d'optique : l'atmosphère de la Terre fait changer la direction de la lumière venue du Soleil. Et plus il fait chaud, plus la déviation de la lumière est importante (c'est pour ça qu'on observe ce phénomène principalement l'été). 

Comme avec les étoiles : lorsque leur lumière semble fluctuer et briller plus ou moins fort, il n'en est rien, et cet effet est seulement lié à la déviation provoquée par l'atmosphère.