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 assister au 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.
Maintenant, une équipe internationale d’astronomes a retourné la situation, et a découvert qu’une nébuleuse planétaire est en effet le cadavre solaire le plus probable.
Le Soleil a environ 4,6 milliards d’années – jaugé sur 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.
Il y a d’autres choses qui 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 se rétrécir, mais ses couches extérieures vont s’étendre jusqu’à l’orbite de Mars, engloutissant notre planète dans le processus. Si elle est même encore là.
Une chose est sûre : à ce moment-là, nous ne serons très certainement plus là. En fait, il ne reste à l’humanité qu’environ un milliard d’années, à moins que nous ne trouvions un moyen de quitter ce caillou. C’est parce que 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 à peu près aussi kaput que possible.
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.
A présent, une équipe internationale d’astronomes a utilisé la modélisation informatique pour déterminer que, comme 90 % des autres étoiles, notre Soleil a le plus de chances de rétrécir d’une géante rouge pour devenir une naine blanche, puis de finir en nébuleuse planétaire.
« Lorsqu’une étoile meurt, elle éjecte une masse de gaz et de poussière – appelée son enveloppe – dans l’espace. L’enveloppe peut représenter jusqu’à la moitié de la masse de l’étoile. Cela révèle le noyau de l’étoile, qui à ce moment de la vie de l’étoile est à court de carburant, finit par s’éteindre et avant de mourir définitivement », a expliqué 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 visible la nébuleuse planétaire. 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, pour chiffrer la luminosité de la nébuleuse planétaire associée à différentes masses d’étoiles.
Les nébuleuses planétaires sont relativement courantes dans l’ensemble de 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.
On les appelle nébuleuses planétaires non pas parce qu’elles ont réellement un rapport avec les planètes, mais parce que, lorsque les premières ont été découvertes par William Herschel à la fin du 18e siècle, elles avaient un aspect similaire à celui des planètes à travers 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 dans d’autres galaxies ont toutes à peu près le même niveau de luminosité. Cela signifie que, théoriquement du moins, en regardant les nébuleuses planétaires dans d’autres galaxies, les astronomes peuvent calculer à quelle distance elles se trouvent.
Les données ont montré que c’était correct, mais les modèles le contredisaient, ce qui a vexé les scientifiques depuis la découverte.
« Les vieilles étoiles de faible masse devraient faire des nébuleuses planétaires beaucoup plus faibles que les jeunes étoiles plus massives. C’est devenu une source de conflit depuis 25 ans.
« Les données disaient qu’on pouvait obtenir des nébuleuses planétaires brillantes à partir d’étoiles de faible masse comme le soleil, les modèles disaient que ce n’était pas possible, tout ce qui était inférieur à environ deux fois la masse du soleil donnait une nébuleuse planétaire trop faible pour être vue. »
Maintenant, 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. Les étoiles plus grosses jusqu’à 3 fois plus massives que le Soleil, en revanche, produiront les nébuleuses les plus brillantes.
Pour toutes les autres étoiles entre les deux, 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 d’âges de quelques milliards d’années dans des galaxies lointaines, ce qui est une plage remarquablement difficile à mesurer, mais nous avons même découvert ce que fera le Soleil lorsqu’il mourra ! »
Cette recherche a été publiée dans la revue Nature Astronomy.