Il n’y a peut-être rien de plus ancien et immuable que le soleil, une étoile naine jaune qui illumine la Terre depuis plus de 4 milliards d’années.
Mais notre étoile aussi passera. Et les scientifiques sont en fait assez certains de ce qui se passera quand cela se produira.
Le soleil s’alimente en fusionnant ou en combinant des atomes d’hydrogène extrêmement chauds à l’intérieur de son noyau. Cela crée de l’hélium et beaucoup d’énergie. Mais tout comme une boîte à musique s’enroulera, l’hydrogène dans le noyau du soleil s’assèchera. Lorsque cela se produira, dans environ 5 milliards d’années, le soleil devra trouver une nouvelle source d’énergie.
Au début, ce n’est pas un problème. Aujourd’hui, la fusion de l’hydrogène permet également au cœur du soleil de repousser les couches externes en appuyant vers le bas. Lorsque le noyau ne peut plus tenir, l’hydrogène de ces couches externes s’infiltre et se réchauffe, ce qui donne au soleil plus de carburant pour fusionner. Tout semblera bien.
Mais cela aura un coût. Les effets secondaires de ces événements feront rougir, refroidir et gonfler le soleil à plus de cent fois sa taille actuelle, avalant les orbites de Mercure, de Vénus et même de la Terre. Le soleil se transformera en une géante rouge, tout comme les étoiles Arcturus ou Aldébaran que nous pouvons voir dans notre ciel.
Tout cela pour une dose d’hydrogène qui ne fera qu’acheter au soleil un milliard d’années de vie supplémentaires. Quand cela aussi s’épuisera, le soleil sera obligé d’atteindre la prochaine meilleure chose: cet hélium qu’il a produit pendant tout ce temps.
Lorsque le soleil commence à fusionner de l’hélium, cela peut sembler un retour à la normale. L’hélium reconstruira en partie les ruines du noyau et l’étoile gonflée perdra une grande partie de sa taille. Les astronomes appellent cela le flash d’hélium. Mais il y a un hic: le flash brûlera près d’un dixième de l’hélium parfaitement bon du soleil en quelques minutes.
Par la suite, le soleil de plus en plus gériatrique est confronté à un problème fatal: en tant que carburant, l’hélium ne se compare tout simplement pas à l’hydrogène. La fusion de l’hélium n’est pas aussi économe en énergie que la fusion de l’hydrogène, et elle produit du carbone et de l’oxygène. Il est possible de les fusionner, mais c’est beaucoup plus difficile et beaucoup plus inefficace.
L’hélium restant n’achètera le soleil que pendant environ 100 millions d’années.
Lorsque le soleil ne peut plus fusionner l’hélium, il entrera dans une autre période troublée. Il va gonfler de nouveau, se battant désespérément pour toutes les poches d’hydrogène ou d’hélium qu’il peut fusionner. Même si le noyau commence à s’effondrer, l’étoile pourrait pousser son bord extérieur de plus en plus loin, peut-être jusqu’au-delà de la ceinture d’astéroïdes.
Cela ne peut durer que si longtemps. À la fin, le soleil rejettera toutes ses couches extérieures. Les observateurs du prochain système stellaire pourraient voir un affichage spectaculaire, comme un halo lumineux. Pour le soleil que nous reconnaissons, ces 10 000 ans sont son moment de mort.
Il laissera derrière lui une sorte de pierre tombale céleste appelée nébuleuse planétaire, même si les planètes ne sont pas impliquées — à moins que les enveloppes sombres et mortes de ce qui étaient autrefois Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune ne parviennent à s’empêcher d’être emportées.
Mais pour le soleil, la mort n’est pas la fin. Alors qu’environ la moitié de sa masse s’écoulera, le reste s’écrasera au centre même de la nébuleuse planétaire. Cela se transformera en une braise minuscule, brillante et ultra-dense du noyau du soleil, pas plus grande que la Terre. Ce genre de vestige fumant s’appelle une étoile naine blanche.
Ainsi commence la forme longue, dernière et solitaire du soleil. Sur des milliards d’années, sur une période qui est des centaines de fois plus longue que l’âge actuel de l’univers, cette naine blanche perdra — très, très lentement — sa chaleur restante et deviendra noire.
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