À quoi ressemblera notre Soleil après sa mort ? Les scientifiques ont fait de nouvelles prédictions sur ce à quoi ressemblera la fin de notre système solaire, et quand cela se produira. Et les humains ne seront pas là pour voir le dernier acte.
Auparavant, les astronomes pensaient qu’il se transformerait en une nébuleuse planétaire, une bulle lumineuse de gaz et de poussière, jusqu’à ce que des preuves suggèrent qu’il devrait être un peu plus massif.
Aujourd’hui, une équipe internationale d’astronomes a fait volte-face et découvert qu’une nébuleuse planétaire est effectivement le cadavre solaire le plus probable.
Le Soleil a environ 4,6 milliards d’années, d’après l’âge des autres objets du système solaire qui se sont formés à peu près au même moment. Et, sur la base des observations d’autres étoiles, les astronomes prévoient qu’il atteindra la fin de sa vie dans environ 10 milliards d’années supplémentaires.
D’autres choses se produiront en cours de route, bien sûr. Dans environ 5 milliards d’années, elle devrait se transformer en géante rouge. Le noyau de l’étoile va rétrécir, mais ses couches externes vont s’étendre jusqu’à l’orbite de Mars, engloutissant notre planète dans le processus. Si elle est encore là.
Une chose est sûre : à ce moment-là, nous ne serons certainement plus là. En fait, l’humanité n’a plus qu’un milliard d’années à vivre, à moins de trouver un moyen de quitter ce caillou. En effet, la luminosité du Soleil augmente d’environ 10 % tous les milliards d’années.
Cela ne semble pas beaucoup, mais cette augmentation de la luminosité mettra fin à la vie sur Terre. Nos océans s’évaporeront, et la surface deviendra trop chaude pour que l’eau se forme. Nous serons aussi kaput que vous pouvez l’être.
C’est ce qui vient après la géante rouge qui s’est avéré difficile à cerner. Plusieurs études antérieures ont révélé que, pour qu’une nébuleuse planétaire brillante se forme, l’étoile initiale doit avoir été jusqu’à deux fois plus massive que le Soleil.
Aujourd’hui, une équipe internationale d’astronomes a utilisé la modélisation informatique pour déterminer que, comme 90 % des autres étoiles, notre Soleil a de fortes chances de passer du stade de géante rouge à celui de naine blanche, puis de finir en nébuleuse planétaire.
“Lorsqu’une étoile meurt, elle éjecte dans l’espace une masse de gaz et de poussière, appelée son enveloppe. Cette enveloppe peut représenter jusqu’à la moitié de la masse de l’étoile. Cela révèle le cœur de l’étoile, qui, à ce stade de la vie de l’étoile, est à court de carburant et finit par s’éteindre avant de mourir définitivement”, explique l’astrophysicien Albert Zijlstra de l’université de Manchester au Royaume-Uni, l’un des auteurs du nouvel article.
“Ce n’est qu’alors que le noyau chaud fait briller l’enveloppe éjectée pendant environ 10 000 ans – une brève période en astronomie. C’est ce qui rend la nébuleuse planétaire visible. Certaines sont si brillantes qu’elles peuvent être vues à des distances extrêmement grandes, mesurant des dizaines de millions d’années-lumière, là où l’étoile elle-même aurait été beaucoup trop faible pour être vue.”
Le modèle de données que l’équipe a créé prédit en fait le cycle de vie de différents types d’étoiles, afin de déterminer la luminosité de la nébuleuse planétaire associée à différentes masses d’étoiles.
Les nébuleuses planétaires sont relativement courantes dans l’Univers observable, les plus célèbres étant la nébuleuse de l’hélice, la nébuleuse de l’œil de chat, la nébuleuse de l’anneau et la nébuleuse de la bulle.
Nébuleuse de l’œil du chat (NASA/ESA)
On les appelle nébuleuses planétaires non pas parce qu’elles ont un rapport avec les planètes, mais parce que, lorsque les premières ont été découvertes par William Herschel à la fin du XVIIIe siècle, elles ressemblaient à des planètes dans les télescopes de l’époque.
Il y a environ 25 ans, les astronomes ont remarqué quelque chose de particulier : les nébuleuses planétaires les plus brillantes des autres galaxies ont toutes à peu près le même niveau de luminosité. Cela signifie que, théoriquement du moins, en observant les nébuleuses planétaires dans d’autres galaxies, les astronomes peuvent calculer la distance qui les sépare.
Les données ont montré que cela était correct, mais les modèles l’ont contredit, ce qui n’a cessé de contrarier les scientifiques depuis que la découverte a été faite.
“Les vieilles étoiles de faible masse devraient produire des nébuleuses planétaires beaucoup plus faibles que les jeunes étoiles plus massives. C’est devenu une source de conflit depuis 25 ans.
“Les données indiquaient qu’on pouvait obtenir des nébuleuses planétaires brillantes à partir d’étoiles de faible masse comme le soleil, alors que les modèles disaient que ce n’était pas possible, que tout ce qui était inférieur à environ deux fois la masse du soleil donnait une nébuleuse planétaire trop faible pour être vue.”
Les nouveaux modèles ont résolu ce problème en montrant que le Soleil est à peu près la limite inférieure de la masse d’une étoile qui peut produire une nébuleuse visible.
Même une étoile dont la masse est inférieure à 1,1 fois celle du Soleil ne produira pas de nébuleuse visible. En revanche, les étoiles plus grosses, jusqu’à 3 fois plus massives que le Soleil, produiront les nébuleuses les plus brillantes.
Pour toutes les autres étoiles intermédiaires, la luminosité prédite est très proche de ce qui a été observé.
“C’est un beau résultat”, a déclaré Zijlstra. “Non seulement nous avons maintenant un moyen de mesurer la présence d’étoiles âgées de quelques milliards d’années dans des galaxies lointaines, ce qui est une gamme remarquablement difficile à mesurer, mais nous avons même découvert ce que fera le Soleil lorsqu’il mourra !”
Les recherches ont été publiées dans la revue Nature Astronomy.