Astronomie

Quand le Soleil s’éteindra

La plupart des scientifiques s’entendent pour affirmer que notre Soleil, une naine jaune comme 10 % des étoiles de notre galaxie, s’est formé à la suite de l’effondrement d’une nébuleuse sous l’effet d’ondes produites par une ou plusieurs supernovae (l’explosion d’une étoile).

Le Pr Albert Zijlstra de l’École de physique et d’astronomie de l’Université de Manchester, au Royaume-Uni, et ses collègues prédisent qu’il se transformera en un gigantesque anneau de gaz et de poussière interstellaire lumineux, connu sous le nom de nébuleuse planétaire.

Ce type de nébuleuse marque la fin d’environ 90 % de la vie active de toutes les étoiles de notre galaxie, la Voie lactée. Il marque habituellement la transition d’une étoile géante rouge à une naine blanche.

À 650 années-lumière, la nébuleuse de l'Hélice, NGC 7293, est l'une des nébuleuses planétaires les plus proches de la Terre.

À 650 années-lumière, la nébuleuse de l’Hélice, NGC 7293, est l’une des nébuleuses planétaires les plus proches de la Terre.  Photo : NASA/Hubble

La communauté astronomique n’était cependant pas certaine du sort du Soleil, puisque sa faible masse pouvait être un obstacle à sa transformation en nébuleuse planétaire visible.

Sa faible masse est toute relative, puisqu’elle représente environ 330 000 fois le poids de la Terre. À lui seul, le Soleil représente plus de 99 % de la masse du système solaire.

Le saviez-vous?

Le Soleil est tellement gros qu’il faudrait 109 planètes de la taille de la Terre pour remplir son diamètre, et plus de 1,3 million pour en combler l’intérieur. Il pèse pas moins de 2000 trillions de trillions de tonnes!

Longévité stellaire

Pour réussir à prédire son avenir stellaire, les chercheurs ont développé un nouveau modèle qui permet d’établir le cycle de vie des étoiles. Un modèle qu’ils ont utilisé pour prédire la luminosité de l’enveloppe éjectée par des étoiles de masses et d’âges différents.

Quand une étoile meurt, elle éjecte une masse de gaz et de poussière – connue sous le nom d’enveloppe – dans l’espace. L’enveloppe peut atteindre la moitié de la masse de l’étoile.

Albert Zijlstra

« Cela révèle le noyau de l’étoile qui, à ce point de sa vie, est à court de carburant, s’éteignant éventuellement pour mener à sa fin », poursuit le Pr Zijlstra.

Ce n’est qu’à ce moment que le noyau chaud fait briller l’enveloppe éjectée sur une période d’environ 10 000 ans – un laps de temps bref à l’échelle astronomique.

Albert Zijlstra

« C’est ce qui rend la nébuleuse planétaire visible. Certaines sont si brillantes qu’on peut les voir à de très grandes distances mesurant des dizaines de millions d’années-lumière », explique l’astrophysicien.

Un autre débat

Ce modèle résout également un autre problème qui laissait les astronomes perplexes depuis un quart de siècle. Il y a environ 25 ans, les astronomes ont découvert que si l’on observe les nébuleuses planétaires d’une autre galaxie, les plus brillantes ont toujours la même luminosité.

On a découvert qu’il était possible de savoir à quelle distance une galaxie se trouve en observant uniquement les nébuleuses planétaires les plus brillantes qui s’y trouvent.

Albert Zijlstra

Cette théorie laissait à penser que les vieilles étoiles de faible masse devraient produire des nébuleuses planétaires beaucoup moins lumineuses que les jeunes étoiles plus massives.

Cette théorie était devenue une source de conflit dans la communauté scientifique. Certaines données disaient qu’il était possible d’obtenir des nébuleuses planétaires brillantes à partir d’étoiles de faible masse comme le Soleil, mais d’autres avançaient plutôt que ce n’était pas possible, et qu’aucune étoile en fin de vie de moins de deux fois la masse du Soleil ne pouvait mener à une nébuleuse planétaire visible.

De nouveaux modèles

Mais les nouveaux modèles montrent qu’après l’éjection de l’enveloppe, les étoiles se réchauffent trois fois plus vite que ne laissaient penser les anciens modèles. Il serait donc possible pour une étoile de faible masse comme le Soleil de former une nébuleuse planétaire brillante.

Selon ce modèle, notre étoile possède la masse limite minimale pour permettre la création d’une nébuleuse planétaire visible, quoique faible.

Nous avons constaté que les étoiles dont la masse est inférieure à 1,1 fois la masse du Soleil produisent des nébuleuses plus faibles, et que les étoiles plus massives que 3 masses solaires sont plus brillantes. Pour le reste, la luminosité prévue est très proche de ce qui avait été observé. Problème résolu, après 25 ans!

Albert Zijlstra

Les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Nature Astronomy (en anglais) sont très satisfaits de leurs résultats. « 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 plage remarquablement difficile à mesurer, mais nous avons même découvert ce que deviendra le Soleil à sa mort », conclut le Pr Zijlstra.

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Catégories :Astronomie, Sciences

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