Décharge pour les planètes

Ken Tapping, le 22 mai 2013

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter, Vénus et Mercure sont près de l’horizon dans les lueurs du crépuscule. Phénomène plutôt rare et à voir absolument.
  • Saturne se lève avant le Soleil et navigue haut dans le ciel à l’est à la tombée de la nuit.
  • La Lune sera pleine le 24 mai.

À la fin de leur vie, les étoiles géantes s’effondrent et explosent, propulsant leurs couches extérieures et de nombreux nouveaux éléments dans l’espace. Leurs noyaux sont comprimés et forment des trous noirs. Les plus petites étoiles explosent avec autant d’énergie, mais leurs noyaux ne disparaissent pas dans l’espace : ils s’affaissent et deviennent des étoiles à neutrons ayant la masse d’une étoile, mais d’une largeur d’à peine quelques kilomètres. Ces deux classes d’explosion cosmique stérilisent tout leur voisinage, mais le bon côté de la chose est que les ondes de choc et les matériaux qu’ils expulsent déstabilisent les gaz et les nuages de poussière avoisinants, ce qui stimule la naissance de nouvelles étoiles et planètes. Par ailleurs, quelle sorte de destin attend les étoiles plus petites, plus ordinaires comme le Soleil?

En général, l’étoile vit de l’énergie obtenue lors de sa formation. Elle peut en acquérir un peu durant sa vie, par exemple quand elle met en pièces une étoile partenaire, mais habituellement elle vit sur ses réserves. Évidemment, à un moment donné, elle manquera de combustible. Le premier symptôme de ce processus est sa transformation en géante rouge. Une telle étoile, dont notre Soleil, expulsera ensuite ses couches extérieures en une série d’« éternuements » dans l’espace, laissant son noyau à nu, incandescent, rempli de la presque totalité de la masse de l’étoile originale, mais comprimée au point d’atteindre la taille de la Terre : une cuillère à thé de ce matériau pèserait des tonnes. N’ayant plus de combustible, les résidus, appelés une naine blanche, se refroidiront lentement, très lentement, pendant presque toute la durée de vie de l’Univers.

Grâce aux observations du télescope spatial Hubble, une équipe d’astronomes, menée par l’Université Cambridge, a été en mesure de se faire une idée plus précise de ce phénomène. L’équipe a pu examiner deux naines blanches dans la constellation du Taureau. Ces étoiles ressemblent à ce que nous croyons que le Soleil deviendra dans quelques milliards d’années. On a découvert quelque chose de plutôt particulier : la lumière qui en émane porte la signature du silicium, en plus grande quantité que celle à laquelle on aurait pu s’attendre. On pense que l’élément provient des poussières de pierre, elles-mêmes des résidus de planètes pulvérisées.

D’ici quelques milliards d’années, le Soleil commencera à manquer de combustible et deviendra une géante rouge où Mercure, Vénus et peut-être même la Terre auront été intégrées. La friction avec les matériaux de cette étoile surdimensionnée provoquera une spirale intérieure pour les planètes maintenant bien grillées. Les couches extérieures du Soleil seront expulsées dans l’espace en une série d’« éternuements » et perturberont l’orbite des autres planètes. Les planètes qui s’aventureront trop près de cette nouvelle naine blanche seront mises en pièces et formeront un disque de poussières de pierre. Les collisions entre les particules de poussière entraîneront des dépôts sur la surface de l’étoile. Comme les naines blanches dégagent peu d’énergie, les vestiges du système solaire subsisteront dans un endroit très froid.

Les poussières, les planètes et les autres objets dans l’espace finissent par être recyclés en nouvelles étoiles et planètes. Cependant comme les collisions entre étoiles sont rares, il est probable que tout débris de planète qui s’est déposé sur la surface d’une naine blanche y restera jusqu’à la fin de l’Univers. C’est pourquoi les naines blanches, les étoiles à neutrons et les trous noirs deviendront assurément des décharges : ce qui y est enterré y restera à jamais.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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