La fin du Système Solaire

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Si dans l’Univers les échelles de temps et d’espace ne sont pas humainement concevables, rien n’en est pour autant éternel. Pas même les étoiles. En fonction de leur masse et de leur composition, leur destin peut être plus ou moins violent. Pour comprendre ce qui attend notre Soleil, il faut revenir à ce qu’il se passe en son cœur.

Formée il y a environ 5 milliards d’années, notre étoile est une boule d’hydrogène d’approximativement un million de kilomètres de diamètre (1). En son cœur, la température est colossale, 15 millions de degrés, et la pression est énorme. Suffisamment pour que les atomes d’hydrogène fusionnent. Leurs noyaux se regroupent par quatre pour former des noyaux d’hélium, libérant au passage de l’énergie sous la forme de lumière et de chaleur. Chaque seconde, le Soleil transforme ainsi 5 500 000 tonnes de matière en pure énergie (2). Et c’est comme ça qu’à 150 millions de kilomètres de là, notre Terre bénéficie de rayons ni trop intenses ni trop faibles pour que l’eau liquide s’y maintienne durablement, et la vie avec elle. C’est ce qu’on appelle la zone habitable du Soleil.

Aujourd’hui le Soleil est environ à la moitié de sa vie. Mais ses réactions ont un coût : les noyaux d’hélium issus de la fusion sont également plus lourds que les atomes d’hydrogène. À mesure que les réactions nucléaires ont lieu en son cœur, notre Etoile se densifie, et la pression augmente. Or, plus le gaz se comprime, plus il chauffe. En d’autres termes, les réactions nucléaires augmentent et l’étoile brille davantage. Ainsi, le Soleil est environ 30% plus lumineux qu’à sa naissance, et cette luminosité continue d’augmenter à raison de 1% supplémentaire tous les 100 millions d’années (3).

D’ici 500 millions d’années, sous l’effet combiné de cette augmentation de la luminosité, du réchauffement du climat et des précipitations plus nombreuses, la quantité de CO2 absorbée par la surface terrestre aura augmentée. Au point que les végétaux dont le métabolisme est basé sur le CO2 commenceront à disparaître. Dans 900 millions d’années, aucune espèce végétale ne pourra subsister. Sans les plantes, le taux d’oxygène dans l’atmosphère commencera à son tour à diminuer pour être réduit à 1%, contre 21% aujourd’hui (4). Seules des bactéries unicellulaires pourraient survivre. Dans 1,2 milliards d’années, le Soleil sera si brillant que la température à la surface de la Terre atteindra 50°C (5). Ce sera suffisant pour que l’évaporation des océans provoque un emballement de la température, rendant les hautes couches de l’atmosphère incapables de retenir l’eau. En d’autres termes, dans 900 millions d’années, la zone habitable du Soleil se sera déplacée vers des planètes plus lointaines, comme Mars par exemple.

Mais le Soleil ne sera pas encore mort pour autant. Dans 5 milliards d’années, le Soleil aura épuisé ses réserves d’hydrogène. Sans énergie, les couches de gaz du Soleil s’effondreront sous leur propre poids, contractant et réchauffant le cœur. Au point qu’une mince coquille d’hydrogène recommencera à fusionner. L’énergie sera telle que le Soleil commence à gonfler jusqu’à atteindre 200 fois sa taille actuelle, absorbant au passage la Terre et Mars. Il sera devenu une géante rouge, et la zone habitable sera déplacée dans les sphères les plus lointaines du système solaire.

Dans 8 milliards d’années, le Soleil sera à l’agonie. La température deviendra prodigieuse, près de 100 millions de degrés ! Au point que les noyaux d’hélium pourront à leur tour fusionner pour former… du carbone, encore plus lourd. D’augmentation de la température en accroissement de pression, notre étoile finira par éjecter ses couches externes pour former ce qu’on appelle une nébuleuse planétaire. En son centre, ne restera plus qu’une naine blanche, à peine plus grande que la défunte Terre mais beaucoup plus dense. Ce cadavre d’étoile restera là, à très lentement se refroidir.

Si ces perspectives ne sont pas réjouissantes, il ne faut cependant pas oublier plusieurs choses. D’abord, l’espèce humaine est la seule à avoir la capacité d’éviter sa propre extinction. À mesure que la population mondiale augmente et que les problèmes énergétiques se font de plus en plus sentir, c’est encore le Soleil qui nous apporte une partie de la solution. Les réactions de fusion de l’hydrogène sont celles que l’on envisage de recréer artificiellement dans les réacteurs nucléaires à fusion, comme le prototype français ITER (6), actuellement en construction. Ne consommant que de l’hydrogène, ces réacteurs ne produiraient pas de déchets radioactifs de haute activité à vie longue, tout en étant plus efficaces que les réacteurs à fission. Reste à en démontrer la viabilité industrielle. Mais ça, c’est une autre histoire. Ensuite, la colonisation du système solaire par l’Humanité semble incontournable à moyen terme. A court terme, Mars est la destination d‘exploration idéale. Après tout, « La Terre est le berceau de l’Humanité, mais un Homme ne passe pas toute sa vie dans son berceau » (7).

Amaury DUFAY

Pour en savoir plus, je vous recommande le film « Voyage autour du Soleil ». Il date de 2004, mais est facilement disponible sur Youtube. Je vous recommande également l’excellente vidéo du « Sense of Wonder », intitulée « La mort du Soleil », présentée par Sébastien Carassou.

 

(1) CARASSOU Sébastien, vidéo, You Tube, « La Mort du Soleil », Le Sens of Wonder, #1, https://www.youtube.com/watch?v=cRY0jJYVyDc, consulté le 23/01/2018.

(2) AHEARNE Joe, film, « Voyage autour du Soleil », https://www.youtube.com/watch?v=AFdSDwuKXG4, 9 novembre 2004.

(3) MARTIN Emilie, « Le jour où tout finira », Ciel &Espace, Hors-série, n°28, juillet 2017, pp. 70 – 75, p.74.

(4) Art. Cit., p.75

(5) Ibid. p. 75

(6) www.iter.org, « ITER, c’est quoi ? », https://www.iter.org/fr/proj/inafewlines, consulté le 23/01/2018

(7) Constantin E. Tsiolkovski, père de l’astronautique russe, « Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели. », citation tiré d’une de ses lettre écrite à Kalouga en 1911.

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