Comment les astrophysiciens ont-ils découvert de quoi le Soleil est fait ?

Réponse publiée sur Quora

Le début de l’histoire, c’est la découverte de l’Hélium .

En 1868, l’astronome français Jules Janssen observe une raie jaune brillante à une longueur d’onde de 587,49 nm dans le spectre de la chromosphère du Soleil . Au début, on pense que cette raie est celle du sodium , mais l’astronome anglais Norman Lockyer conclut qu’elle est provoquée par un élément du Soleil inconnu sur Terre. Lockyer et le chimiste anglais Edward Frankland nomment cet élément d’après (hélios ) le mot grec pour Soleil.

Arthur Eddington suggère en 1920 que l’énergie des étoiles est due à la fusion de noyaux d’hydrogène en hélium , mais il n’a pas vraiment les moyens de le prouver.

C’est Cecilia Payne-Gaposchkin qui montre en 1925 seulement que les étoiles sont majoritairement composées d’hydrogène*. Mais Russell n’y croit pas et la dissuade de publier ça, puis arrive aux mêmes conclusions en 1929. Bien qu’il ait reconnu l’antériorité de Cecilia Payne, on lui attribue souvent cette découverte parce qu’il était beaucoup plus célèbre (c’est le papa du Diagramme de Hertzsprung-Russell , vachement important) , et un homme en plus …

A partir de 1938, c’est Hans Bethe qui commence à imaginer la Chaîne proton-proton , la principale réaction de fusion dans le Soleil. Mais ce n’est que la détection des Neutrinos solaires au début des années 1960 qui prouvera qu’il a raison, ce qui lui vaudra le Prix Nobel de Physique en 1967

Aujourd’hui on connait les autres réactions nucléaires, notamment le Cycle carbone-azote-oxygène qui se produit surtout dans des étoiles plus massives, mais aussi un peu dans le Soleil comme le prouve la détection toute récente (2021) de neutrinos correspondants[1]

Note * : petite question stupide puisque je suis nul en spectro : pourquoi on a mis plus longtemps à identifier l’hydrogène que l’hélium dans le spectre solaire ? Pourtant Hα est grosse comme une maison et on avait de l’hydrogène sur Terre pour comparer, non ?

Notes de bas de page

[1] Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun - Nature