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Les astronomes ont étudié la vie du soleil, et voici comment l’histoire se termine

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Un jour, notre Soleil mourra.

Comme nous sommes des habitants du système planétaire du Soleil, la question de savoir quand et comment cela se produira nous intéresse au plus haut point.

Bien sûr, il est peu probable que nous soyons là pour le voir… mais, vous savez, c’est notre maison. Nous voulons savoir ce qu’il en adviendra un jour. Au-delà de la simple curiosité, les modèles d’évolution stellaire peuvent nous aider à comprendre le cosmos et la place que nous y occupons.

« Si nous ne comprenons pas notre propre Soleil – et il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas à son sujet – comment pouvons-nous espérer comprendre toutes les autres étoiles qui composent notre merveilleuse galaxie », a déclaré l’astronome Orlagh Creevey de l’Observatoire de la Côte d’Azur en France.

Nous savons déjà en détail ce qui se passera dans l’avenir de notre Soleil. Il continuera à se réchauffer au cours des prochains milliards d’années et finira par manquer d’hydrogène à fusionner dans son noyau.

Le noyau commencera à se contracter, un processus qui amènera davantage d’hydrogène dans la région entourant immédiatement le noyau, formant ainsi une enveloppe d’hydrogène. Cet hydrogène commence alors à fusionner, rejetant de l’hélium dans le noyau, dans un processus appelé combustion de la coquille.

Au cours de ce processus, l’atmosphère extérieure du Soleil va se dilater considérablement, peut-être même jusqu’à l’orbite de Mars, transformant le Soleil en une géante rouge. Il finira par manquer d’hydrogène et d’hélium, éjectera tous ses matériaux extérieurs pour former une nébuleuse planétaire, et son noyau s’effondrera en une naine blanche, qui pourrait prendre des billions d’années pour se refroidir complètement.

Mais le moment de la fin de la séquence principale dépend des caractéristiques individuelles de chaque étoile. Pour ce qui est de notre propre soleil, il faudrait toujours plus de preuves pour savoir quand les choses vont se gâter.

Le meilleur moyen d’y parvenir est de rechercher dans la Voie lactée des étoiles semblables au Soleil à différents stades de leur vie, puis de les intégrer dans une chronologie qui modélise le passé et le futur de notre propre étoile.

Avec la dernière publication des données du projet Gaia de cartographie de la Voie lactée de l’Agence spatiale européenne, nous disposons désormais de la chronologie la plus détaillée de la vie du Soleil.

La mission principale de Gaia est de cartographier la Voie lactée avec la plus grande précision possible, et le satellite est équipé d’une série d’instruments pour cette tâche. Il suit les positions et les mouvements des étoiles dans le ciel, tout en effectuant des observations détaillées de la luminosité et de la classification spectrale de chaque étoile.

Ces valeurs peuvent être utilisées pour déterminer des facteurs tels que la composition chimique et la température. Elles peuvent également être reportées sur un graphique appelé diagramme de Hertzsprung-Russell, qui donne une estimation de l’âge de l’étoile.

La masse d’une étoile, voyez-vous, ne change pas vraiment avec l’âge, mais sa température change, de manière assez significative, en fonction de la fusion nucléaire qui a lieu dans le cœur de l’étoile, ce qui est observé par les changements de luminosité.

Diagramme montrant la structure interne du Soleil basé sur la théorie existante qui suppose des cellules de convection circulaires près de la surface solaire. Le nouveau modèle de M. Vasil suggère que des cellules de convection plus fines, en forme de cigare, alimentent la dynamo magnétique du Soleil. Crédit : NASA

Notre Soleil est classé comme une étoile de séquence principale de type G, ou naine jaune (même s’il n’est pas vraiment jaune), et est un exemple assez typique de son genre.

Il est âgé d’environ 4,57 milliards d’années, soit à peu près la moitié de la durée de vie de sa séquence principale. Il est également capable de fusion thermonucléaire centrale, générant une température de surface de 5 772 Kelvin. Cela signifie que l’observation d’autres étoiles de type G devrait nous donner une assez bonne idée de la façon dont notre Soleil pourrait continuer à brûler du combustible, et du moment où il pourrait finalement s’éteindre.

Creevey et son équipe ont d’abord commencé à passer au peigne fin les données de Gaia parce qu’ils voulaient des observations précises des étoiles dont la température est relativement « froide », entre 3 000 et 10 000 Kelvin. En effet, les étoiles à basse température ont tendance à être plus petites et à vivre plus longtemps que les étoiles plus chaudes ; l’observation des étoiles plus froides peut donc potentiellement en révéler davantage sur l’histoire et l’évolution stellaire de la Voie lactée et de l’Univers au sens large.

Étant donné que cette plage de températures inclut des étoiles comme le Soleil, les données pourraient être utilisées pour rechercher des étoiles dont la masse et la composition chimique sont similaires à celles du Soleil. On a ainsi obtenu 5 863 étoiles semblables au Soleil sur l’ensemble du diagramme de Hertzsprung-Russell, des plus jeunes aux plus vieilles.

En identifiant uniquement les étoiles les plus semblables au Soleil, Creevey et ses collègues ont pu confirmer le moment de sa disparition.

En accord avec les projections précédentes de la durée de vie du Soleil, sa température atteindra un pic à environ 8 milliards d’années. Il se transformera en étoile géante rouge à l’âge de 10 à 11 milliards d’années.

Pour mémoire, la vie sur Terre n’a plus qu’un milliard d’années à vivre, à moins que nous fassions quelque chose de catastrophiquement stupide ou que quelque chose de catastrophique nous arrive. La raison en est que la luminosité du Soleil augmente d’environ 10 % tous les milliards d’années, ce qui signifie que sa température augmente également. Ce changement semble minime, mais il rendra la Terre inhabitable pour la vie telle que nous la connaissons.

Voilà qui est réjouissant. Mais il y a encore du travail à faire. Le nouveau catalogue Gaia des étoiles semblables au Soleil pourrait nous en apprendre davantage sur la façon dont nous sommes ici et sur la raison pour laquelle nous sommes là. Nous pouvons apprendre si les étoiles semblables au Soleil se comportent toutes de la même manière, par exemple. Et, plus important encore, chercher d’autres systèmes planétaires qui ressemblent au système solaire.

Pour l’instant, nous n’avons trouvé aucun système qui semble capable d’abriter une vie technologiquement avancée telle que nous la connaissons. Mais les réponses sont là. Si nous pouvons les trouver.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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