Le monde sera-t-il vaporisé par le Soleil quand il deviendra géant rouge
Des scientifiques ont découvert un mystérieux bar de fer dans le cœur d’une nébuleuse voisine qui pourrait offrir un aperçu du destin tragique de la Terre. La bande d’atomes de fer ionisés a été repérée s’étendant à travers la Nébuleuse de l’Anneau, située à 2 283 années-lumière de la Terre (environ 2,16 × 10^16 kilomètres). Les experts se demandent comment elle s’est formée, car personne n’a encore rien vu de semblable. Mais ils disent qu’elle pourrait être les restes d’une planète rocheuse semblable à la Terre qui a été vaporisée par une étoile mourante. Dans environ cinq milliards d’années, notre Soleil suivra la même transformation qu’il gonfle et qu’il deviendra une gigantesque géante rouge qui engloutira la Terre. Dans une nouvelle étude, les chercheurs disent que cette structure jamais vue auparavant dans la Nébuleuse de l’Anneau pourrait révéler à quoi ressemblerait la Terre après avoir été détruite par le Soleil.
In This Article:
- Un bar de fer ionisé au cœur de la Nébuleuse de l’Anneau
- Comment se forme une nébuleuse planétaire et le destin de la Terre
- Deux scénarios plausibles pour la barre mystérieuse
- Et si cela arrivait vraiment ? Ce que cela signifie pour la Terre
- À la recherche d’autres barres et ce que cela implique
- Conclusion et incertitudes
Un bar de fer ionisé au cœur de la Nébuleuse de l’Anneau
La Nébuleuse de l’Anneau est l’une des nébuleuses planétaires les plus proches et les plus spectaculaires visibles depuis la Terre. Les astronomes pensent qu’elle s’est formée lorsque une étoile mourante a perdu ses couches externes il y a environ 4 000 ans. L’anneau principal est composé de 20 000 amas de gaz moléculaire dense, chacun ayant environ la masse de la Terre. Parce que cette nébuleuse est si chaude et proche de la Terre, les scientifiques l’utilisent souvent pour tester de nouveaux télescopes et équipements avant de chercher des objets plus lointains. Dans cette étude, les scientifiques ont observé la Nébuleuse de l’Anneau à l’aide d’un nouvel outil appelé Large Integral Field Unit (LIFU), monté sur le télescope William Herschel. « C’est essentiellement un paquet contenant des centaines de fils à fibre optique qui permettent aux scientifiques d’observer les différentes longueurs d’onde de lumière, ou spectres, sur toute la surface de la nébuleuse. » Le responsable auteur, le Dr Roger Wesson, de l’Université du Pays de Galles et de l’Université College London, explique : « En obtenant un spectre continûment à travers toute la nébuleuse, nous pouvons créer des images de la nébuleuse à n’importe quelle longueur d’onde et déterminer sa composition chimique à n’importe quelle position. » « Lorsque nous avons traité les données et fait défiler les images, une chose est ressortie aussi clairement que n’importe quoi – cette bande auparavant inconnue d’atomes de fer ionisés, au milieu de l’anneau familier et emblématique. »
Comment se forme une nébuleuse planétaire et le destin de la Terre
Environ 90 % des étoiles qui ressemblent au Soleil appartiennent à ce que les scientifiques appellent les étoiles de la séquence principale. Ce sont des étoiles qui fusionnent de l’hydrogène en hélium dans leur cœur et qui vont de masses très différentes, allant d’un dixième à plus de deux cents fois la masse du Soleil. Les étoiles naissent lorsqu’un nuage de gaz et de poussière s’effondre sous l’effet de la gravité et devient des « protostars ». Lorsque le protostar est suffisamment dense, la pression et la chaleur déclenchent la fusion nucléaire et une étoile naît. Les étoiles brûlent l’hélium jusqu’à ce qu’elles épuisent leurs réserves, en environ 10 à 20 milliards d’années. À ce stade, elles entrent dans la phase post–séquence principale et deviennent des naines rouges, des naines blanches, des géantes rouges, ou explosent en étoiles à neutrons, selon leur taille. Les chercheurs n’en savent pas encore exactement comment cette barre étrange a été formée, mais deux scénarios sont les plus probables : soit la barre a été créée par un processus inconnu lors de l’éjection de la nébuleuse lorsque l’étoile mère s’est effondrée, soit elle est une arche de plasma résultant de la vaporisation d’une planète rocheuse coincée dans l’expansion antérieure de l’étoile. « Nous savons qu’il existe des planètes autour de nombreuses étoiles, et s’il y avait des planètes autour de l’étoile qui a formé la Nébuleuse de l’Anneau, elles se seraient vaporisées lorsque l’étoile serait devenue une géante rouge, » a déclaré le Dr Wesson au Daily Mail. « Et la masse de fer dans la barre est à peu près ce à quoi on s’attendrait d’une vaporisation d’une planète : si Mercure ou Mars avaient été vaporisés, cela donnerait un peu moins de fer que la barre dans l’Anneau, tandis que si la Terre ou Vénus avaient été vaporisées, cela donnerait un peu plus. »
Deux scénarios plausibles pour la barre mystérieuse
Si la barre est liée à une planète vaporisée, elle pourrait être soit le résidu d’un mécanisme lors de l’éjection de la nébuleuse lorsque l’étoile s’est effondrée, soit une arche de plasma résultant de la vaporisation d’une planète rocheuse coincée dans l’expansion précédente de l’étoile. « Nous savons qu’il existe des planètes autour de nombreuses étoiles, et s’il y avait des planètes autour de l’étoile qui a formé la Nébuleuse de l’Anneau, elles se seraient vaporisées lorsque l’étoile serait devenue une géante rouge, » a expliqué le Dr Wesson au Daily Mail. « Et la masse de fer dans la barre est à peu près ce à quoi on s’attendrait d’une vaporisation d’une planète : si Mercure ou Mars avaient été vaporisés, cela donnerait un peu moins de fer que la barre dans l’Anneau, tandis que si la Terre ou Vénus avaient été vaporisées, cela donnerait un peu plus. » Si c’est le cas, alors cette structure étrange pourrait offrir un aperçu fascinant de ce à quoi notre planète pourrait ressembler pour les astronomes des milliards d’années dans le futur. "L’étoile de la séquence principale comme notre Soleil est stable parce que les forces internes de gravité sont équilibrées par la poussée des réactions de fusion nucléaire dans le noyau. Cependant, lorsque l’étoile épuise son hydrogène, elle ne peut plus soutenir cette réaction et les couches externes commencent à se contracter. La pression issue de cette contraction crée une chaleur si intense qu’elle peut fusionner l’hélium en carbone, libérant une poussée d’énergie qui déclenche la fusion nucléaire dans les couches externes."
Et si cela arrivait vraiment ? Ce que cela signifie pour la Terre
Quand le Soleil s’étendra, la Terre sera soit vaporisée par la chaleur intense, soit déchirée et aspirée par les forces gravitationnelles de marée. Des chercheurs ont aussi constaté que les étoiles qui avaient déjà atteint le stade de géante rouge étaient beaucoup moins susceptibles d’abriter des planètes géantes et proches comme la Terre. Dans une étude publiée l’année dernière, il a été montré que 0,28 pour cent des étoiles sondées abritaient une planète géante, les plus jeunes présentant des planètes plus fréquemment. Cependant, pour les étoiles qui avaient déjà grandi au rang de géantes rouges, seulement 0,11 pour cent avaient des planètes. Si l’hypothèse de la barre liée à une planète est correcte, alors la Terre pourrait être « étalée » dans quelque chose qui ressemble énormément à la barre de fer observée dans la Nébuleuse de l’Anneau. Dans environ cinq milliards d’années, le Soleil brûlera le dernier de son hydrogène et s’étendra à environ 200 fois sa taille actuelle pour devenir une géante rouge et détruire la Terre (illustration artistique). Au fur et à mesure que le Soleil grossit, la Terre sera soit vaporisée par la chaleur intense, soit déchirée et attirée par les forces gravitationnelles. Bien que cette métamorphose modifie le système solaire, les scientifiques restent incertains sur le destin de la troisième planète du Soleil. Nous savons déjà que notre Soleil sera plus grand et plus lumineux, et détruira probablement toute forme de vie sur notre planète; mais il demeure incertain si le noyau rocheux de la Terre survivra. »
À la recherche d’autres barres et ce que cela implique
À l’avenir, les chercheurs espèrent utiliser l’outil LIFU pour trouver davantage de nébuleuses présentant des caractéristiques similaires et essayer de déterminer d’où provient la barre. « Une barre de fer vaporisée est une possibilité. Mais ce n’est pas la seule possibilité, et nous devrions déterminer comment le fer s’est retrouvé sous forme de barre s’il provenait d’une planète. » A l’occasion, la co-auteure, la professeur Janet Drew, de l’University College London, affirme : « Nous devons absolument en savoir plus – en particulier si d’autres éléments chimiques coexistent avec le fer nouvellement détecté, car cela nous indiquerait probablement la bonne classe de modèles à poursuivre. » « Pour le moment, nous manquons de ces informations importantes. » Dans l’avenir, les chercheurs espèrent utiliser l’outil LIFU pour trouver davantage de nébuleuses similaires afin de tenter de comprendre d’où provient la barre.
Conclusion et incertitudes
Dans cinq milliards d’années, on dit que le Soleil deviendra une géante rouge, plus de cent fois plus grand que sa taille actuelle. Finalement, il éjectera gaz et poussières pour former une enveloppe représentant jusqu’à la moitié de sa masse et le noyau deviendra une minuscule naine blanche qui brillera des milliers d’années, éclairant l’enveloppe pour créer une nébuleuse planétaire en anneau. Cette métamorphose changera le système solaire, mais les scientifiques ignorent encore ce qui arrivera à la Terre. « A vaporised planet is a possibility. But it's not the only possibility, and we'd have to work out how the iron ended up in a bar shape if it did come from a planet. » Dr Roger Wesson a déclaré : « Plus probablement, il existe des « barres » de fer qui attendent d’être découvertes dans d’autres nébuleuses. Plus nous en trouverons, plus nous aurons d’informations pour déterminer comment elles se sont formées, donc nous traquons d’autres d’entre elles ! » Avec l’aide du futur LIFU, les chercheurs espèrent trouver d’autres nébuleuses présentant des caractéristiques similaires pour tenter de comprendre d’où provient la barre. La co-auteure, Professeure Janet Drew, déclare : « Nous devons absolument en savoir plus – particulièrement si d’autres éléments chimiques coexistent avec le fer nouvellement détecté, car cela nous indiquerait probablement la bonne classe de modèle à poursuivre. »
