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Rien n'est éternel, qu'il s'agisse d'une pluie froide de novembre ou du monde dans lequel vous vivez. Un jour, le soleil s'éteindra et, pour revenir à l'apocalypse, la situation deviendra catastrophique, où que vous soyez dans le monde. Heureusement pour nous, cela n'arrivera pas de sitôt. Soyez-en sûrs, c'est le problème de quelqu'un d'autre.
Ce qui est particulier avec les apocalypses, c'est que beaucoup d'entre elles sont hypothétiques. Guerre nucléaire, changement climatique, zombies. Tout est possible, mais rien n'est certain. La mort du Soleil ? Absolument certaine.
Puisque nous savons que cela va arriver, et puisque vous avez probablement été un peu submergés d'émotions positives et d'optimisme ces derniers temps, étant donné la joie qui règne dans le monde, pourquoi ne pas jeter un coup d'œil à ce qui se passera lorsque le Soleil s'éteindra enfin, et à ce que les malheureux habitants de la Terre peuvent attendre à ce moment-là ?
Quand cela se produira-t-il ?
Le Soleil est composé d'environ 921 t³ tonnes d'hydrogène, qui subit constamment une réaction de fission nucléaire, générant ainsi de l'énergie. À 27 millions de degrés Fahrenheit, la pression et la température en son cœur sont si élevées que l'hydrogène fusionne en hélium par fusion thermonucléaire. Le Soleil est environ 330 000 fois plus massif que la Terre. Sa masse exacte est extrêmement faible : 4,4 livres suivies de 30 zéros. C'est énorme.
Le Soleil mourra lorsqu'il aura épuisé tout son hydrogène. Cela se produira dans environ 5 milliards d'années. Il a actuellement environ 4,5 milliards d'années ; il n'a donc pas encore atteint la mi-vie.
À ce stade, vous vous dites peut-être : « Oh non, il vaudrait mieux que je vérifie mon calendrier dans cinq milliards d’années. » Eh bien, ne vous inquiétez pas encore, car c’est à ce moment-là que le Soleil sera à court d’hydrogène. Une fois l’hydrogène épuisé, notre étoile aura encore deux ou trois milliards d’années pour survivre à son agonie.
Notre Soleil est une naine jaune, ou étoile de type G de la séquence principale. En fait, toute étoile de taille comparable à celle de notre Soleil et subissant le même type de réaction thermonucléaire est une naine jaune. Mais à mesure qu'elle consomme son hydrogène, elle se transformera en naine rouge, et nous en apprendrons davantage à ce sujet prochainement. Ce changement aura des conséquences désastreuses non seulement pour le Soleil, mais pour l'ensemble de notre système solaire. Et le processus n'est pas encore terminé. L'étoile doit atteindre le stade de naine blanche, puis elle mourra définitivement.
Comment le soleil va-t-il s'éteindre ?
Comme nous l'avons déjà mentionné, dans quatre à cinq milliards d'années, le Soleil épuisera son combustible. Une fois tout l'hydrogène consommé, il ne restera que de l'hélium. Notre Soleil ne produit pas la chaleur ni la pression nécessaires en son cœur pour amorcer la combustion de l'hélium.
Actuellement, l'immense force gravitationnelle du Soleil attire constamment son noyau, mais la production d'hélium par fusion nucléaire le repousse, créant ainsi une sorte d'équilibre. L'hélium est essentiellement un déchet de la fusion nucléaire. Le Soleil n'en a pas besoin et ne peut pas l'utiliser. Ainsi, comme un réacteur nucléaire sur Terre, il produit simplement ce déchet, qui reste inutilisé, car à quoi d'autre pourrait-il servir ? Au moins sur Terre, nous pouvons l'enfouir dans une montagne et faire comme si de rien n'était. Le Soleil, en revanche, doit le retenir, et cela finira par poser problème.
Lorsque l'hydrogène à brûler viendra à manquer, les forces gravitationnelles prendront le dessus, densifiant progressivement le noyau. Celui-ci contiendra alors plus d'hélium que d'hydrogène, et ce dernier commencera à brûler à l'extérieur du noyau. La naine jaune se transformera ainsi en géante rouge. Si vous ne savez pas ce qu'est une géante rouge, son nom vous permet probablement de deviner qu'elle sera très différente de ce que nous connaissons aujourd'hui.
Le noyau étant quasiment inerte et extrêmement comprimé par la gravité, l'hydrogène qui brûle à l'extérieur pourra enfin se dilater au lieu de rester piégé à l'intérieur. C'est cette dilatation qui caractérise la partie géante d'une géante rouge. Le Soleil, n'étant plus soumis aux forces gravitationnelles, grandira et pourrait atteindre une distance comparable à celle de Mars.
Que va-t-il se passer ensuite ?
Une fois la naine rouge formée et son expansion maximale atteinte, le Soleil restant n'a plus que quelques options. Il épuisera tout son combustible jusqu'à l'effondrement de la naine rouge, formant une naine blanche beaucoup plus froide. C'est l'état final de la plupart des petites étoiles : tout le combustible a été consommé et la réaction s'arrête.
Pendant de nombreuses années, on a cru que notre Soleil finirait ainsi pour toujours : une masse froide et oubliée dans l’espace. Mais des modèles informatiques suggèrent que le reste de la matière solaire sera éjecté dans l’espace. Il s’agit essentiellement de gaz et de poussières, qui pourraient représenter jusqu’à la moitié de la masse totale de l’étoile. L’ensemble de ces éléments sera éjecté et formera une nébuleuse dans notre système solaire.
Si vous avez déjà vu des photos de nébuleuses en ligne, certaines absolument magnifiques, c'est exactement ce que vous voyez : l'intérieur d'une étoile autrefois brillante, illuminé par les derniers vestiges d'énergie de son noyau incroyablement chaud. À l'échelle cosmique, ces nébuleuses ont une durée de vie extrêmement courte, et la nébuleuse de notre Soleil ne durera peut-être que 10 000 ans.
Le Soleil pourrait-il se transformer en trou noir ?
Une étoile massive et dense peut potentiellement former un trou noir à sa mort. Ces étoiles gigantesques subissent le même processus que notre Soleil : elles épuisent tout leur combustible à mesure que leur noyau se densifie. Du fait de leur taille, la masse de l'étoile devient si importante que, lors de son explosion, elle s'effondre en un trou noir. Cette singularité est si puissante qu'aucune lumière ne peut s'en échapper. Tout ce qui se trouve à proximité, y compris les planètes, peut potentiellement être aspiré et détruit.
Les étoiles qui s'effondrent en trous noirs sont généralement 8 à 10 fois plus massives que notre Soleil. Notre système solaire, relativement parlant, est constitué d'une étoile très petite. Non seulement le Soleil n'est pas assez massif pour former un trou noir, mais il n'est même pas assez massif pour exploser en supernova lors de sa mort ou de sa transformation en étoile à neutrons. Cela ne signifie pas que le destin de notre système solaire soit meilleur ou pire – il n'existe pas de fin heureuse pour le système solaire dans son ensemble – mais non, un trou noir ne se forme pas.
La Terre peut-elle survivre ?
Bien entendu, nous ignorons précisément à quoi ressemblera le Soleil lorsqu'il s'éteindra et se transformera d'une naine jaune en une géante rouge. Cependant, d'après les données disponibles sur sa densité actuelle, sa composition élémentaire, etc., les modèles informatiques suggèrent que la géante rouge qu'il deviendra engloutira Mercure, Vénus et peut-être même la Terre.
Encore une fois, si vous envisagez de vivre dans quelques milliards d'années, vous devriez vous préparer à ce qui se produira avant que la planète entière ne soit engloutie par une géante rouge. Pour commencer, d'ici quelques centaines de millions d'années, peut-être un milliard d'années, la Terre deviendra probablement inhabitable. Selon certaines projections, il nous reste environ 500 millions d'années avant que la chaleur du Soleil ne devienne si intense que les océans s'évaporeront, transformant la Terre en une vaste zone de serre hostile.
Le Soleil n'a cessé de gagner en luminosité depuis la nuit des temps. Il est devenu plus chaud et plus brillant tout au long de l'existence de la Terre. C'est un processus lent, certes, mais notre Soleil est aujourd'hui plus brillant qu'à l'époque des dinosaures. En réalité, sa luminosité a augmenté de 301 T depuis sa formation.
La luminosité du Soleil est étroitement liée au fonctionnement de la vie sur Terre. On prévoit qu'elle augmentera de 101 T<sub>E</sub> par milliard d'années. Cette augmentation pourrait entraîner une baisse si dangereuse du taux de CO<sub>2</sub> que la vie végétale complexe ne pourrait plus survivre, ce qui anéantirait la majeure partie de la vie sur Terre.
Cependant, certains chercheurs optimistes pensent que ce cycle de régulation du CO2 est moins dépendant de la température qu'on ne le croyait initialement, et que les plantes pourraient encore survivre 0,6 milliard d'années. N'est-ce pas remarquable ? Ils estiment qu'à ce moment-là, la transition vers un climat humide et saturé d'humidité (effet de serre humide) anéantira toute végétation, car la hausse des températures rendra l'atmosphère tellement saturée d'humidité que les plantes ne pourront plus survivre. Il s'agit en somme de la même prédiction de 500 millions d'années évoquée précédemment, mais à une échelle de temps beaucoup plus longue.
Quoi qu'il arrive, l'atmosphère terrestre finira par ne plus pouvoir résister à la puissance du Soleil et sera détruite. Cela signifiera la fin de toute vie sur Terre. La Terre deviendra comme Vénus : un paysage brûlé où l'air est irrespirable, composé principalement de dioxyde de carbone.
Imaginons que dans un milliard ou un milliard et demi d'années, la vie la plus complexe sur Terre disparaisse. Puis, dans trois milliards d'années, un événement cataclysmique se produira : la Terre deviendra une naine rouge. Vénus et Mercure n'y survivront certainement pas. Les scientifiques ignorent encore si la Terre sera entièrement engloutie ou si nous nous retrouverons simplement à la périphérie d'une nouvelle étoile rouge.
Si le Soleil nous engloutit, il suffira de moins d'une journée pour détruire la planète entière. Peut-être même quelques minutes. S'il ne nous engloutit pas, nous serons si près qu'il incinérera tout sur Terre, à l'exception du noyau de fer. Tout ce qui se trouve à la surface – la croûte, le manteau, toutes les roches, tout ce qui se trouve sous la surface – sera dissous.
À titre d'exemple intéressant, certaines planètes extérieures, comme Pluton, pourraient abriter des environnements habitables avec de l'eau liquide à leur surface. Il ne s'agit pas de dire que la vie y est apparue ou qu'elle a eu le temps de s'y développer, mais c'est possible.
En résumé, il n'existe aucun scénario dans lequel la Terre survivra au Soleil.
La fin du monde peut-elle être empêchée ?
Supposons donc que l'humanité existe encore dans un milliard d'années. Le Soleil devient plus brillant et plus chaud, et nous, en tant qu'espèce, savons que la fin est proche. Existe-t-il un moyen d'empêcher notre propre destruction et celle du Soleil ?
Synopsis du film «"Soleil"» En 2007, on se retrouvait face à un scénario similaire : des astronautes partaient dans l’espace avec pour objectif de sauver le Soleil en y faisant exploser une bombe nucléaire. Dans la réalité, c’est sans doute irréalisable. Mais n’oublions pas que nous avons un milliard d’années pour trouver une solution plus efficace. Espérons que les progrès technologiques dépasseront tout ce que l’on pouvait imaginer en 2007.
On s'est penché sur les difficultés techniques liées à la tentative de « réparer » le Soleil pour qu'il ne « meure » pas. Concrètement, cela implique soit d'éliminer l'excès d'hélium, soit d'y introduire davantage d'hydrogène. La majeure partie de l'hydrogène du système solaire se trouve déjà dans le Soleil ; trouver une source importante sera donc difficile.
L'idée de « brasser » le Soleil a été proposée car ce n'est pas sa couche externe qui brûle, mais son noyau. La majeure partie de l'hydrogène externe est perdue et éjectée dans l'espace avant de pouvoir être utilisée par le Soleil. Cependant, toute technologie capable de brasser l'hydrogène augmenterait probablement la luminosité et le rayonnement thermique du Soleil. Cela nécessiterait d'éjecter entre 1 et 5 millions de tonnes d'hélium par seconde.
D'autres idées pourraient consister à utiliser des lasers pour littéralement retirer l'hydrogène afin de créer plusieurs étoiles naines rouges plus petites qui brûleraient moins intensément mais beaucoup plus longtemps.
Injecter de l'hydrogène directement dans le cœur pourrait aussi provoquer une instabilité, entraînant d'intenses éruptions et des pics de température. Créer des étoiles plus petites réduirait considérablement leur température. Autrement dit, même en théorie, tenter de manipuler une étoile entière est une entreprise très risquée. Mais qui sait ce qui se passera dans un milliard d'années ?
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