Temperature d'un corps et vent solaire

[alfred78]

Bonjour,

 

Ça fait quelques temps que j'essaye de comprendre ce qu'est le vent solaire et il y a certaines choses que je n'ai pas comprises. Le vent solaire est un flux d'électrons éjectés du soleil voyageants plus ou moins rapidement, et avec une densité, une pression et une température plus ou moins élevé. En fait ce que j'aimerai savoir, c'est si un corp ( comète, astéroïde, planete sans bouclier magnétique...) peut légèrement changer de température en fonction de "l'intensité" du vent solaire.

Voilà c'est tout, la question peut paraître étrange et inutile mais cette idée me tourmente. Si quelqu'un a les connaissances pour me répondre...

 

Ps : si jamais quelqu'un sait : qu'es ce qui détermine la température du vent solaire ? Est elle lié à sa vitesse ou sa densité ?

Modifié 13 novembre 2012 par alfred78

[Ygogo]

Bonsoir

 

Vaste question, qui n'est ni étrange ni inutile ! Je vais essayer de te donner "de mémoire" quelques éléments de réponse.

 

- le vent solaire est un flux de particules diverses, il y a certes des électrons mais aussi des protons et des noyaux d'hélium (et encore d'autres noyaux en très petite quantité). Comme dans n'importe quel plasma (gaz ionisé) il y a autant de charges négatives (portées par les électrons) que de charges positives (portées par les protons et les autres noyaux)

 

- la densité est extrêmement faible par rapport à ce que nous connaissons dans la vie courante

 

- la vitesse des particules est variable d'un jour à l'autre et d'un endroit à l'autre, de l'ordre de quelques centaines de kilomètres par seconde pour les protons

 

- la température d'un objet qui se promène dans ce "vent" est essentiellement déterminée par le rayonnement reçu et ré-émis (lumière visible, infrarouge, ultraviolet) et non par le "vent". L'énergie transportée les photons est bien plus importante que celle transportée par les protons du "vent", d'ailleurs tu peux t'en rendre compte quand tu t'exposes au soleil : ça chauffe, et pourtant tu n'es pas soumis au "vent" qui est dévié par le champ magnétique et arrêté par l'atmosphère.

 

- il est difficilement possible de définir une "température du vent" parce que le plasma est "hors équilibre thermodynamique".

 

Est-ce que je réponds à peu près à ta demande ?

Modifié 13 novembre 2012 par Ygogo

[Ygogo]

Ah, j'oubliais quelque chose qui peut t'intéresser.

 

Bien avant que des fusées n'aillent explorer l'espace et ne détectent ce flux de particules, les astronomes avaient supposé qu'il y avait "quelque chose" qui pouvait expliquer la forme des queues des comètes et le fait qu'elles semblent "soufflées" à grande vitesse, à l'opposé du soleil.

[alfred78]

Merci pour les info Ygogo

Mais pense tu que ce vent, bien que peu dense, puisse modifier légèrement ( de l'ordre de 1 ou 2 dégrées ) la température d'un corps ne possédant pas de champs magnétique ( bien que le rayonnement du soleil seul fait varier la température de plus de 100 degrés ) ? Sinon, le flux de photon provenant du soleil est il plus ou moins constant ?

[Ygogo]

Bonjour

 

A la question "le flux de photons (...) est-il plus ou moins constant ? la réponse est oui si l'on s'intéresse au "principal" (en terme d'énergie transportée) : infrarouge, visible, ultraviolet.

Cela revient à poser la question "le soleil a-t-il une luminosité plus ou moins constante ?". Même en tenant compte du cycle de +/- 11 ans, il a été établi que les variations sont très faibles (une fraction de %), le soleil n'est pas une étoile variable, heureusement pour nous.

 

Par contre, il y a des "bouffées" de rayons X et d'ondes radio lors des éruptions, mais là encore ça ne représente qu'une toute petite fraction de l'énergie totale.

Je vais essayer de trouver des chiffres pour préciser tout cela, à suivre...

 

A la question "penses tu que (...) modifier (...) température(...)" je réponds que je ne pense pas !

Ou plus exactement, il va falloir que je fasse un peu de calcul avant de te répondre correctement, je n'ai pas le temps ce matin, il va falloir patienter un peu...

 

A plus tard !

[alfred78]

À plus tard, je suis préssé que tu me réponde du coup, les calculs d'énergies ect. c'est trop compliqué pour moi

[Ygogo]

Rassure-toi, j'ai dit que j'allais faire les calculs, pas que j'allais TE les faire faire

 

Je viens de prendre les valeurs du "vent solaire" mesurées aujourd'hui par le satellite SOHO, 3 protons par centimètre cube, 400 kilomètres par seconde, et j'ai négligé l'énergie transportée par les électrons bien plus légers que les protons.

 

Chaque mètre carrée d'une surface absorbante exposée à ce "vent" au voisinage de la Terre reçoit

- à cause des protons une puissance thermique de 0,00016 watt,

- par la lumière visible, l'infrarouge et l'ultraviolet une puissance de 1360 watts (soit 8,5 millions de fois plus !)

 

En supposant que ce "corps noir" atteigne une température d'équilibre calculée par la loi de Stefan, j'ai calculé que le "supplément de température" dû au vent solaire était de 0,1 millionième de degré.

 

Donc, si c'est ça qui t'inquiète, une éventuelle disparition du champ magnétique terrestre ne se traduirait pas du tout par un échauffement dramatique

 

Par contre, nous aurions dans ce cas des aurores boréales (et australes ) fréquentes et spectaculaires, mais c'est une autre histoire.

 

Bonne nuit !

[alfred78]

Merci beaucoup Néanmoins tu n'a pas pris les valeurs les plus fortes, mais cela ne changerai pas grand chose...

Dommage j'aurais aimé que tu me réponde l'inverse en fait

Mais tu m'as beaucoup éclaircit sur le sujet, si quelqu'un a quelque chose à rajouter

[Ygogo]

Bonjour

 

(...) Néanmoins tu n'a pas pris les valeurs les plus fortes, mais cela ne changerait pas grand chose...(...)

 

Oui, même en prenant une grosse "tempête" la variation de température resterait complètement négligeable, de plus elle serait de courte durée puisque ces "tempêtes" sont toujours brèves.

 

(...) Dommage j'aurais aimé que tu me réponde l'inverse en fait (...)

 

Si tu veux te faire peur, c'est ton problème :be: mais tu devrais facilement pouvoir trouver une autre cause plus efficace :be:

 

Bien sûr, il est possible que je me sois trompé dans mes calculs. Un volontaire pour vérifier ?

 

Je précise quand même que les "tempêtes" solaires peuvent avoir d'autres effets que l'échauffement, mais la plupart ne sont sensibles que pour des objets (ou des astronautes) situés en dehors de l'atmosphère : celle-ci est un cocon protecteur très efficace.

 

Par exemple, lors des "tempêtes", certains protons ont une énergie suffisante pour perturber ponctuellement l'électronique des satellites, et pour irradier de façon non négligeable les astronautes qui s'y trouveraient (directement ou par émission X et gamma secondaire). Cette question est sérieusement étudiée dans l'hypothèse de futurs voyages habités vers Mars, le danger serait bien réel.

 

Donc si tu veux vraiment que le vent solaire te fasse du mal, tu sais ce qui te reste à faire !

 

Bon vent

[alfred78]

Merci

En fait je m'intéressait justement à Mars, je pensait que la température pouvait varier en fonction du vent solaire ou perturber l'électronique des rovers/sondes puisque Mars n'a pas de champs magnétique ( qui retient la plupart des particules tout de même sur Terre ) et n'a qu'une très très fine atmosphère 170 fois moins dense... C'étais juste ce que j'avais remarqué en comparant la température de Mars et l'intensité du vent solaire, mais d'après ce que tu me dit, cela n'est pas possible donc pas lié.

Et je suis pour les vols habités, donc je ne me réjouit pas de ces problèmes qu'ils rencontrent, au contraire

 

J'oubliais, les résultats du RAD ( embarqué sur Curiosity ) montrait déjà que la simple coque qui protégeait le rover pendant le trajet retenais 1/4 environ des radiations dangereuses ,ce n'est pas rien

 

Ps : Est tu sur de tes calculs ? J'ai vu sa sur un site : Le tout ( protons, atomes d'hydrogènes... )crée un flux de 250 millions d'ions par cm3 et par seconde. Je ne remet pas en cause tes qualités biensur :D

Modifié 15 novembre 2012 par alfred78

[Ygogo]

(...)Ps : Est tu sur de tes calculs ? J'ai vu sa sur un site : Le tout ( protons, atomes d'hydrogènes... )crée un flux de 250 millions d'ions par cm3 et par seconde. Je ne remet pas en cause tes qualités biensur :D

 

Merci de me faire confiance, j'espère que tu n'auras pas à le regretter

 

Des calculs, j'en fais depuis longtemps, et ça fait longtemps que je ne suis jamais sûr de ne pas me tromper !

 

Et en plus, dans ce genre de cas, il faut souvent faire des hypothèses... ,si elles sont incorrectes ou approximatives, la calcul est "construit sur du sable" et la belle prévision théorique se casse la g.....

 

J'avoue que le gag m'est déjà arrivé plus d'une fois

 

Tu parles de production d'ions. Je ne voudrais pas jouer aux devinettes à ce sujet, peux-tu préciser dans quoi et dans quelles conditions ?

Il ne faut pas confondre "production d'ions dans un cm3 de gaz soumis à un rayonnement extérieur" et "contenu en particules chargées d'un volume de 1 cm3 d'espace traversé par le vent solaire"

 

Dans le premier cas, les ions s'agitent de façon désordonnée, ils ne "vivent" pas longtemps et ne vont pas bien loin avant la recombinaison électrons / ions positifs.

Dans le deuxième cas, les particules chargées foncent presque sans interagir les unes avec les autres. Avec 3 protons par cm3 dans un flux qui se balade à 400 km/s, chaque cm² de surface est traversé à chaque seconde par 3 x 100 x 400 x 1000 = 120 milllions de protons et autant d'électrons, on retrouve bien ce que tu dis à peu de chose près.

 

Qui va ouvrir le parapluie anti-protons ?

[alfred78]

 

Des calculs, j'en fais depuis longtemps, et ça fait longtemps que je ne suis jamais sûr de ne pas me tromper !

Tant mieux, je suis toujours sur de me tromper dans ces calculs moi

 

Le deusieme cas me semble bon en tout cas, à 100 millions d'ions prêt

 

Pour clore ce sujet, j'ai dréssé rapidement un tableau avec les dernières données de température maximales sur Mars ( en bleu ) et de la densité du vent solaire lorsque le soleil est au zénith ( en vert ) :

 

 

Mis à part un jour ou la densité du vent est monté brutalement ( passage dans le flux d'un trou coronal ), les courbes semblaient correspondre mais tout sa n'est peut être qu'une illusion si l'on en croit tes fameux calculs

Voilà tu sait tout maintenant Merci encore

Modifié 15 novembre 2012 par alfred78

[Ygogo]

(...) Mis à part un jour ou la densité du vent est monté brutalement ( passage dans le flux d'un trou coronal ), les courbes semblaient correspondre mais tout sa n'est peut être qu'une illusion si l'on en croit tes fameux calculs

Voilà tu sait tout maintenant Merci encore

 

Merci pour cet échange intéressant, qui se termine sur un petit mystère : y a-t-il corrélation (auquel cas mes hypothèses de calcul sont à revoir) ou pas (auquel cas il faut une étude sur une période plus longue, avec des mesures plus précises, pour en avoir le coeur net...)

 

Y a-t-il un "ventsolairologue" dans la salle ?

[alfred78]

Hehe va voir mon post dans "Curiosity Mars science Laboratory", la NASA vient de publier ses résultats ! Alors je n'avais pas raison ?! Eux même disent que la pression ( et donc la température ) change en fonction de l'irradiance en particules neutres et chargés.

Incroyable... !

[Ygogo]

Bonjour

 

Bon sang mais c'est bien sûr ! En reprenant le problème depuis le début, j'ai vu quelle était l'hypothèse discutable qui risque de ruiner mon raisonnement

 

En supposant que ce "corps noir" atteigne une température d'équilibre calculée par la loi de Stefan, cette supposition ne peut pas concerner l'atmosphère de Mars, qui est bien loin d'être un "corps noir", et qui est "hors équilibre" si on étudie les variations de T sur quelques heures !

 

Par contre, dans ton message 1993 de la discussion "Curiosity", tes affirmations sur la corrélation flux de particules / température me laissent perplexe. Comme les échelles des deux graphiques ne sont pas les mêmes, et surtout parce que la résolution temporelle est très différente, je crains que le seul "coup d'oeil" ne soit pas suffisant pour conclure. Mais cela n'engage que moi...

 

Il faudrait quand même savoir quels ont été pendant ce temps là les autres facteurs importants. C'est bien de parler de l'irradiance des particules chargées solaires, mais les principaux facteurs restent quand même

- le flux visible/infrarouge/ultraviolet qui arrive au sol (et il suffit d'un peu de poussière transportée en altitude par le vent pour le changer notablement)

- les conditions météo (vitesse du vent, lequel peut transporter des masses gazeuses fortement inhomogènes, etc...)

 

Là, je crois qu'il faut que j'arrête de gloser, n'étant pas du tout météorologue

 

Couvrez-vous bien, il ne fait pas chaud

[alfred78]

"tracked daily and seasonal changes in air pressure, and linked rhythmic changes in radiation to daily atmospheric changes"

 

C'est plus moi qui le dit maintenant ( ou alors je traduit mal ) c'est la NASA donc les données sont sérieuse et bien frequentes.

Pour ce qui est des graphiques, c'est normal, les températures que j'ai relevés sont les maximales, alors que le graphique du RAD lui fait des mesures presque à chaque minute... Mais si tu regarde bien tu vera quelques similitudes surtout sur la fin du graphique vers les sols 50, l'irradiance diminue sur plusieurs jour ainsi que la température. Enfin si ce n'est pas flagrant je vais peut être les enlever...

Modifié 16 novembre 2012 par alfred78

[Ygogo]

(...)Enfin si ce n'est pas flagrant je vais peut être les enlever...

 

non, non, laisse-les !

 

ce doit être mon oeil de Hibou pinailleur qui n'est plus aussi bon que je le croyais

 

ce matin, j'ai bien confondu la surface d'un astéroïde avec une tranche de pain grillé

(voir le Quizz Alternatif Convivial)

[alfred78]

bah sa ressemble quand même un peu

Je pense que je vais superposer les deux graphiques pour que l'on s'en rende compte.

Modifié 16 novembre 2012 par alfred78

[alfred78]

Finalement, peu de coorespondance malheureusement... Va voir mon message, je l'ai édité.

[Ygogo]

Finalement, peu de correspondance malheureusement... Va voir mon message, je l'ai édité.

 

Vu !

 

Et je vais peut-être quand même garder mon rendez-vous chez l'ophtalmo, en attendant un complément d'enquête...

[yui]

Coucou vous deux

 

Votre histoire de vent solaire plus ou moins impactant les corps du système solaire m'amène à vous faire part d'une chose que je viens d'apprendre et qui m'a surpris.

 

J'étais mercredi soir à une conference de l'astrophysicienne Agnès Acker à Strasbourg. Elle parlait de la vie des étoiles et de la naissance des planètes. Mon voisin d'amphi me demande alors "mais au fait comment meurent les planètes ?"

Je lui ai répondu qu'a priori elles devaient finir balayées par l'élection de matière lorsque l'etoile devient nébuleuse planétaire ou supernova mais il n'avait pas l'air convaincu (et moi non plus '). Alors à la fin de la conference, nous sommes descendus demander à Agnès Acker qui nous a d'abord indiqué que la planétologie n'était pas trop son domaine mais qu'une chose était sûre c'est que la densité des particules émises par l'etoile étant si faible, elles n'auront aucun impact sur les planètes. Ni les telluriques, ni les gazeuses. Qui continueraient ainsi à tourner autour du reste de notre soleil avec des orbites certainement perturbées du fait de la perte de masse du soleil mais sans plus.

En fait une planète ne meurt jamais : les telluriques ne s'érodent pas et les gazeuses sont en équilibre hydrostatique sans réaction nucléaire en leur centre.

Épatant tout de même d'imaginer Jupiter immuable pendant la nuit des temps.

Il reste les possibilités d'impact avec d'autres corps du système solaire ou des perturbations d'orbite qui pousseraient les planètes vers le soleil mais bon...

[alfred78]

Aaah tient Agnès Acker, j'ai entendu sa conférence à Paris lors des rencontres du ciel et de l'espace ! Sa va, elle a du punch hein ?

Sinon je tient compte de ta réflexion, j'ai moi même posé cette question ( plus ou moins la même ) à un scientifique du LATMOS spécialisé dans le domaine et il n'a su me répondre.

Modifié 17 novembre 2012 par alfred78

[yui]

On a dû voir le même diaporama

(toi tu l'as vu avec Smith )

Oui Agnès Acker c'est une chouette conférencière et elle est super accessible (faut la voir sous la tente deux fois par an alors que ça caille au champ du feu )

 

La mort des planètes : un mystère

La mort des étoiles sans réel impact sur les planètes l'environnant

C'est étrange hein

 

Pourtant mon acolyte était insistant et précis : la masse du soleil diminue, la chaleur dégagée est moindre...n'y a-t-il pas d'impact sur l'équilibre de la composition des planètes géantes ?! Hé bien sa réponse était : a priori non !

 

On imagine les éléments du système solaire en connexion plus ou moins forte les uns aux autres mais il semblerait qu'en fait chaque corps ait avant tout son histoire à lui et apparemment pour le détruire voire simplement altérer sa structure (la vie en surface ok ça c'est fragile ) il faut y aller !!

Zont la peau dure les grumeaux (même les grumeaux gazeux !) c'est plutôt surprenant...

Modifié 17 novembre 2012 par yui

[alfred78]

Tu as vu le diapo avec la petite video non

Sinon c'est étonnant, surtout quand on sait que certaines étoiles massives sont capable d'aspirer leur voisines, éjectent des atome lourds en fin de vie et produisent des supernovae extrêmement lumineuse...

Et ces planètes errantes qui n'ont aucune étoiles comme port d'attache, n'auraient elle pas pu être éjectée lors de la mort de leur étoile ?

Smith était la bas ?

Modifié 17 novembre 2012 par alfred78

[yui]

Et ces planètes errantes qui n'ont aucune étoiles comme port d'attache, n'auraient elle pas pu être éjectée lors de la mort de leur étoile ?

Non la matière éjectée ne ferait apparemment que caresser les planètes, et encore uniquement les quelques atomes qui viendraient dans sa direction.

 

Cela nous surprend peut-être car nous sommes trompés par l'échelle du phénomène.

Lorsque j'ai appris que lors des collisions de galaxies les étoiles ne subissaient aucune collision (sauf peut-être une par ci par là on ne sait jamais ) cela m'avait surpris pareillement. Mais la distance entre les étoiles est si grande que la probalbilité qu'elles se croisent sans se cogner est extrèmement plus grande que la probabilité qu'elles entrent en collision.

En voyant le phénomène à l'achelle locale il semble apparemment bien moins ravageur. Il semblerait qu'il ne soit en fait pas ravageur du tout. Il s'agirait simplement d'éparpillement de particules telles que des noyaux d'atomes et des électrons à raison d'un par ci, un par là (peanuts quoi ).

Surprenant vu de loin.

 

 

Moi qui imaginait un raz de marée cosmique chassant ou désintégrant tout (planètes en fait, à part ça y a pas grand chose autour d'une étoile ) sur son passage et bien pas du tout !

 

Smith était la bas ?

Oui

Et moi au dessus à l'expo Leonard de Vinci

Modifié 17 novembre 2012 par yui

[alfred78]

Ahah, tu aurais du faire un tour en bas, il y avait des télescopes à perte de vue, le vendeur de météorites Alain Carion, plein de conférences intéressantes...

 

Si les planètes ne sont que très peu touchés par l'explosion de l'étoile, cela suposerait qu'il y a des exoplanetes autour de naines blanches alors ?

[yui]

Si les planètes ne sont que très peu touchés par l'explosion de l'étoile, cela suposerait qu'il y a des exoplanetes autour de naines blanches alors ?

Oui

 

(On devrait d'ailleurs pouvoir les détecter quand elles passent devant d'ailleurs )

 

Edit : Tiens regarde ce que j'ai trouvé :

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/des-planetes-habitables-autour-des-naines-blanches_29059/

 

Y en a mêêêême ()qui cherchent des planètes HABITABLES autour de naines blanches dis-donc !

"On ne penserait pas à chercher des exoplanètes autour d’une telle étoile et encore moins des exoplanètes habitables. C’est pourtant cette possibilité qu’a étudié un astrophysicien de l’Université de Washington à Seattle, Eric Agol. On le connaît entre autres pour ses travaux sur les vents supersoniques des exoplanètes.

Un transit planétaire visible au sol avec un télescope de 1 mètre

L’idée n’est pas absurde en première analyse. En effet, une exoplanète de la taille de la Terre produirait pour nous une belle éclipse d’une naine blanche puisque leurs tailles sont comparables. Un télescope de 1 mètre au sol serait donc suffisant pour détecter une telle exoplanète par la méthode du transit planétaire."

 

Pour la détectabilité de planète autour de naines blanches je suis content de lire la confirmation de ce que je pensais : ce doit être plus facile à détecter que pour les étoiles plus grosses car quand la planète passe devant elle occulte davantage la petite étoile

 

Ahah, tu aurais du faire un tour en bas, il y avait des télescopes à perte de vue, le vendeur de météorites Alain Carion, plein de conférences intéressantes...

Non, non : moi je suis astro-radin

Je n'achète rien (sauf des billets de tombola astro ) et ne vais qu'à des conférences gratuites.

D'ailleurs j'en ai eu une bien sympathique à l'étage

Je veux bien payer pour voir des maquettes de Léonard mais pas pour voir du matos astro que de toute façon je ne vais pas acheter

 

 

Hé coucou Bangib !

Modifié 17 novembre 2012 par yui

[alfred78]

Interessant, les amateurs pourront bientôt découvrir des exoplanètes eux aussi qui sait ( à condition d'avoir beaucoup, beaucoup d'argent biensur )

 

À quelle conférence était tu en haut ? Celle sur les cratères d'impact ? Le secret du lac K.....( j'ai déjà oublié son nom ) Tu ne sais pas de quoi tu t'es privé en tout cas !

Modifié 17 novembre 2012 par alfred78

[yui]

La lac K ?

Tu parles du Manicouagan au Canada ?

 

La conference c'était sur la vie des étoiles et tout le toutim présentée par une astramette de je ne sais où

(c'était très bien , et gratuit ')

 

Hé bien j'ai l'impression que tu as eu une bonne idée d'ouvrir cette discussion, on a appris des trucs là

Modifié 17 novembre 2012 par yui

[alfred78]

No ce n'étais pas ces conférences la... J'y suis allé un samedi moi

Oui enfin la on dévie un peu beaucoup du sujet