gov-civil-vilareal.ptBonne (?) nouvelle : le Soleil formera une nébuleuse planétaire quand il mourra après tout !
>J'ai une mauvaise nouvelle : le Soleil finira par mourir.
Atténuer cela quelque peu est le fait que cela n'arrivera pas avant un long moment, comme des milliards d'années. On a le temps de s'y préparer.
En général, on sait ce qui va se passer. Le Soleil brille parce qu'il fusionne l'hydrogène en hélium dans son noyau, ce qui libère de grandes quantités d'énergie. Mais la quantité d'hydrogène dans le noyau du Soleil disponible pour la fusion est limitée. Les détails sont un peu complexes (regardez Cours accéléré d'astronomie : étoiles de faible masse pour cette information, et/ou, (toux toux) J'ai littéralement écrit le livre sur ce sujet … eh bien, un chapitre, au moins), mais à la fin, le Soleil perdra ses couches externes, les soufflant dans une version beaucoup plus féroce du vent solaire. Le noyau dense et chaud sera révélé, une naine blanche compacte de la taille de la Terre mais avec la moitié de la masse du Soleil.
À ce stade, cependant, la science de ce que le Soleil fera est un peu floue. Avec des étoiles plus massives que le Soleil, la naine blanche laissée derrière elle est suffisamment chaude et brillante pour inonder l'espace qui l'entoure de beaucoup de lumière ultraviolette (la température et la luminosité dépendent en grande partie de la masse). Ces photons de haute énergie frappent le gaz qui l'entoure, ces anciennes couches externes qui ont été expulsées auparavant. Le gaz s'allume, rougeoie, et devient ce que nous appelons une nébuleuse planétaire , une magnifique enseigne au néon dans l'espace.
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Nous savons également que les étoiles de masse beaucoup plus faible que le Soleil ne laisseront pas de cadavres suffisamment brillants pour le faire. Mais d'après ce que nous savons de la physique de tout cela, il est difficile de dire si le Soleil lui-même laissera derrière elle une naine blanche suffisamment chaude et brillante pour éclairer une nébuleuse planétaire. Les modèles de la façon dont les étoiles meurent indiquent que les étoiles comme le Soleil n'étaient pas assez massives pour faire des planétaires, mais nous sommes proches de la limite, donc c'est difficile à dire.
J'ai longtemps pris soin de noter que nous ne savons pas si nous deviendrons une nébuleuse planétaire ou non, mais il semble que maintenant je n'ai plus à couvrir mon pari : De nouvelles recherches indiquent le Soleil formera en effet une nébuleuse planétaire. Ce sera faible, mais ce sera là.
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La spectaculaire nébuleuse de l'haltère, une étoile mourante qui a rejeté ses couches externes qui brillent maintenant. Crédit: ESO / I. Appenzeller, W. Seifert, O. Stahl
Le travail n'était pas spécifiquement axé sur le Soleil, mais sur un mystère que nous connaissons depuis longtemps. Galaxies elliptiques ont tendance à n'avoir presque rien d'autre que de vieilles étoiles en eux. Les étoiles massives meurent en premier, donc dans une vieille galaxie elliptique, il ne reste que des étoiles de masse assez faible comme le Soleil – des étoiles que nous pensions ne pas pouvoir faire de planétaires. Pourtant, nous voyons beaucoup de nébuleuses planétaires dans ces galaxies. Paradoxe!
Et comme la plupart des preuves contradictoires en astronomie, elle a été résolue par de meilleurs modèles. Fondamentalement, nous savons assez bien comment les étoiles se comportent en vieillissant et de quels facteurs dépend ce comportement (la masse, principalement, mais aussi le mélange d'éléments qu'elles contiennent, et des choses comme ça). Les équations régissant tout cela — ce que nous appelons les modèles d'évolution stellaire — ont été récemment améliorées. La nouvelle recherche a utilisé ces modèles pour examiner à quel point les naines blanches sont chaudes et brillantes qui restent des étoiles de masses différentes lorsqu'elles meurent.
Ce qu'ils ont découvert, c'est que la masse initiale de l'étoile pourrait être plus petite que les modèles plus anciens utilisés et obtenir toujours une nébuleuse planétaire. Cela inclut le Soleil ! C'est près de la limite inférieure, mais ça compte toujours.
Il se trouve que certains éléments du gaz d'une planète brillent mieux que d'autres. Les deux meilleurs sont l'hydrogène (qui est en partie dû au fait qu'il est l'élément le plus abondant dans le gaz) qui brille en rouge, et l'oxygène qui brille d'un vert fantomatique . Cela a juste à voir avec la physique atomique et la façon dont les éléments réagissent à la lumière UV. Lorsque le Soleil mourra et que le gaz se détendra, les scientifiques prédisent que l'hydrogène commencera à briller en premier, 5 000 ans seulement après que la naine blanche aura commencé à être exposée, et que l'oxygène se joindra ensuite à l'amusement environ 7 500 ans plus tard.
Ne serons-nous pas beaux alors ! Même si faible.
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Mais pas pour longtemps. La naine blanche qui était notre étoile finit par se refroidir et ne sera plus assez chaude ou brillante, mais plus important encore, le gaz devient de plus en plus ténu à mesure qu'il se dilate. Très environ 10 000 ans après la formation d'une nébuleuse planétaire, le gaz expulsé du Soleil à sa mort devient si mince que la lumière de la naine blanche a tendance à le traverser. La nébuleuse s'estompe, s'assombrit et finit par se mélanger au gaz entre les étoiles.
Et qu'en est-il de la Terre ? Eh bien, ce n'est toujours pas clair. Lorsque le Soleil se transforme en une géante rouge, Mercure et Vénus disparaissent, consumés par l'étoile gonflée. Ils seront vaporisés. La Terre est suffisamment éloignée pour qu'elle puisse échapper au même sort (cela aide que, lorsque le Soleil souffle sur ses couches externes, sa masse diminue, donc sa gravité perd son emprise, ce qui signifie que l'orbite de la Terre s'étendra).
Alors oui, on n'y arrivera pas, mais bon, ce n'est pas comme si on s'en sortirait indemne. Une gigantesque géante rouge remplissant la moitié du ciel signifie que la Terre ne se portera pas bien pendant cette période. La température de surface sera suffisamment élevée pour faire fondre la roche, les océans se seront depuis longtemps bouillis et, espérons-le, l'humanité aura trouvé un autre endroit clément où vivre.
Après tout, nous parlons d'ici six milliards d'années ou plus. Beaucoup de temps pour trouver une nouvelle maison où emménager. Et en attendant, nous en apprenons toujours plus sur notre étoile la plus proche. Compte tenu de ce que l'avenir nous réserve, je pense que c'est une très bonne chose.
