La Couleur du Soleil

La Couleur du Soleil

Maxime Spano, Observatoire astronomique de la vallée de Joux, Novembre 2022

La couleur du Soleil

En toutes saisons le Soleil est bien présent dans le ciel. Il rythme nos vies et nos journées. Gaia ne déroge pas à la règle. Le Soleil est même souvent un des seuls points de repère des navigateurs. C’est donc l’objet céleste qui nous est le plus familier. D’ailleurs si l’on vous demande quelle est la couleur du Soleil, vous répondrez certainement jaune. Un peu comme un citron bien mûr. C’est la couleur que l’on utilise lorsque l’on dessine le soleil depuis tout petit. Et puis même si observer le soleil est difficile et dangereux (ne le regardez jamais sans protection adaptée au risque de devenir aveugle !) il nous semble bien déjà l’avoir vue de cette couleur. Nous pouvons aussi observer au coucher ou au lever cette couleur orangée, signe que le Soleil doit bien avoir une couleur qui se rapproche du jaune, non ?
Et bien, voyons ça de plus près…

La lumière visible

Les couleurs que nous voyons avec nos yeux appartiennent à une petite partie du spectre électromagnétique. Ce dernier contient toute la gamme d’ondes que l’on peut mesurer ou utiliser en science mais aussi dans la vie de tous les jours, comme les rayons X à l’hôpital ou les ondes radio pour écouter de la musique par exemple. La partie visible par nos yeux est une petite partie de ce spectre et va du violet profond jusqu’au rouge profond en passant par toutes les couleurs de l’arc-en-ciel (violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge).


Spectre électromagnétique et lumineux (source wikipédia).

Un objet qui produira de la lumière rouge…nous apparaitra rouge (une guirlande lumineuse de Noel par exemple).
Mais un objet qui absorbera toutes les couleurs de l’arc-en-ciel mais qui réfléchira uniquement le rouge…nous apparaitra rouge également ! (une rose rouge par exemple).

Ampoule et rose, toutes les deux rouges, mais l’une produit cette couleur alors que l’autre la réfléchie. (source : Maxime Spano)

Si nous compliquons un peu les choses, un objet qui pourrait émettre de la lumière rouge et verte simultanément nous apparaitra jaune.
De la même manière un objet qui absorberait le violet et le bleu et réfléchirait le vert et le rouge…nous apparaitra jaune aussi !

C’est ce que l’on appelle la synthèse additive des couleurs et qui fonctionne avec la lumière.


Rouge et vert donnent du jaune. Rouge et Bleu donnent du magenta. Bleu et Vert donnent du Cyan. Rouge, vert et bleu donne du blanc. (source : Maxime Spano)

C’est aussi ce principe qui est à la base de toutes les couleurs que nous pouvons voir sur nos écrans, qui ne comportent que des pixels constitués d’émetteurs lumineux de couleurs rouge, verte et bleu mais qui sont suffisants pour reproduire toutes les couleurs que nous connaissons.

Zoom sur une zone de la nébuleuse de l’aigle. Cette zone qui apparait orangée est en fait constituée uniquement de pixels contenant du rouge, du vert et du bleu à l’écran. L’orange étant créé par la lumière rouge, verte et un peu de bleu. (source, image de la nébuleuse : Hubble Space Telescope)

Combiner deux de ces couleurs uniquement nous en donnera une autre. Combiner les trois et ajuster l’intensité de chacune permettra de créer plus de variations de teinte dans ces couleurs. Si vous avez l’habitude d’utiliser des logiciels de retouche photo ce sont ces valeurs que l’on change dans les cases RVB (i.e Rouge, Vert, Bleu) pour obtenir des images à notre gout. Avec des valeurs RVB toutes à 0 votre pixel sera noir. Mettez-les toutes à 50% de leur valeur maximale vous aurez du gris, et à 100% de leur valeur maximale, du blanc.

Et le Soleil alors ?

Le Soleil, comme toutes les étoiles, va émettre de la lumière. Nous nous intéresserons ici à la lumière visible uniquement et à la surface du Soleil, appelée photosphère, car c’est de là que provient la lumière que nous voyons. Il suffit donc de savoir quelle lumière émet notre étoile pour en déduire de quelle couleur il doit être.

Pour cela il faut décomposer et analyser la lumière solaire. Rien de plus simple, vous l’avez même certainement déjà fait sans le savoir et vous l’avez sans aucun doute déjà vu.
Faites passer la lumière du soleil par un prisme, un verre, un CD, une bouteille d’eau, un brumisateur ou plus simplement regardez le ciel lors d’une averse et vous pourrez voir à chaque fois la même chose : les couleurs de l’arc-en-ciel.

Un CD ou un arc-en-ciel décomposent très bien la lumière du Soleil en différentes couleurs. (source : Maxime Spano).

Le Soleil émet donc toutes les couleurs de l’arc-en-ciel (violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge). Si l’on se réfère à la synthèse additive, nous constatons que la somme de toutes les lumières de couleurs nous donne du blanc.

Et voilà donc la vraie couleur du Soleil : blanc.

Une image de la surface du Soleil (AstroVal)

Mais d’où vient l’idée que le Soleil est jaune ?

Là ce sont nos yeux qui nous jouent des tours. Si l’on regarde (furtivement !) à l’œil nu en direction du soleil nous aurons tout autour de lui du ciel bleu. La couleur du ciel est due à l’atmosphère de la Terre qui va plus facilement diffuser la lumière bleue que les longueurs d’ondes du vert et rouge. En comparaison avec son environnement, la lumière venant du soleil émet donc moins de bleu et davantage de vert et de rouge. Si l’on reprend la roue des couleurs, nous voyons que vert plus rouge donne du jaune et nous percevrons donc le soleil couleur citron !

La même expérience un jour brumeux qui ne laissera apparaitre le Soleil qu’à travers les nuages (blancs à gris, qui ne changent que l’intensité lumineuse et non la couleur) mettra en évidence que le Soleil est bien blanc.

Quant à l’observation du Soleil orangé au lever et au coucher, cela ne vient pas de notre étoile, mais de l’atmosphère terrestre une fois de plus. Plus nous regardons un objet du ciel vers l’horizon, plus l’épaisseur d’atmosphère à traverser est importante. Et plus l’épaisseur sera grande, plus la longueur d’onde de la lumière devra être grande pour pouvoir passer. Si vous regardez de nouveau le graphique du spectre électromagnétique, vous verrez que lorsque l’on passe du bleu au rouge, la valeur de la longueur d’onde augmente. Au lever ou au coucher du soleil donc, le bleu ne peut pas bien passer la barrière constituée par l’atmosphère à l’horizon, c’est un peu plus facile pour le vert et beaucoup plus simple pour le rouge. Rouge et vert donnent du jaune. Ensuite, moins le vert passera, plus le soleil apparaitra rouge. Les jours où beaucoup de particules sont dans l’atmosphère, comme des jours de forte pollution, d’incursion de poussière du Sahara ou d’incendie, auront pour effet d’augmenter son épaisseur et donneront les levers et couchers de Soleil les plus rouges de l’année.

Coucher de Soleil (source : Maxime Spano)

Et si vous avez la chance d’aller dans l’espace un jour, sans l’atmosphère terrestre vous pourrez constater la blancheur du Soleil de vos propres yeux, mais en restant toujours prudent tout de même 😎

2 réflexions sur « La Couleur du Soleil »

  1. le soleil est ait de lave alors comment peut t’il être blanc si la lave est rouge orange comme sur les photo du soleil

    1. Le soleil n’est pas fait de lave, mais de plasma, c’est-à-dire d’un gaz extrêmement chaud dans lequel les électrons sont dissociés des noyaux atomiques.

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