DOSSIER DÉCOUVERTE #2 – UNE VIE D’ÉTOILE

Il a été beaucoup de choses durant les différents âges de l’humanité. Il a été un Dieu, un roi, un repère géographique, mais surtout et avant toute chose un source de lumière et de chaleur indispensable : notre Soleil.

Durant ces vacances d’été, qui touchent d’ailleurs à leur terme, vous avez peut-être pu bronzer sous l’éclat de notre étoile qu’est le Soleil. Pourtant, derrière sa lumière chaleureuse et vivifiante se cache une histoire et un destin tout aussi palpitant l’une que l’autre. Mais pour mieux amener à la compréhension de celle-ci, nous devrons remonter dans le temps, là où encore aucune crème solaire n’existait, ni même aucune forme de vie. Nous partons donc au commencement, voici 4,5 milliards d’années.


AU COMMENCEMENT, DE LA POUSSIÈRE D’ÉTOILES…

On arrive, et… rien ! Ou presque. Juste un immense et simple nuage de gaz et de poussières situé dans une galaxie quelconque. On peut imaginer ici une nébuleuse issue de l’explosion d’une ancienne étoile qui a libéré sa matière à travers le milieu interstellaire. Comment obtient-on alors une étoile à partir de celui-ci ?

Planetary Nebula NGC 2818, Hubble Space Telescope
La nébuleuse NGC 2818

Au sein de la nébuleuse, la masse n’est pas uniformément répartie. Des petits puits gravitationnels vont se former et commencer à agglutiner de la matière jusqu’à former des petits grumeaux. Ceux-ci vont continuer à collecter le gaz et les poussières environnants jusqu’à qu’il n’y ait plus aucune trace du nuage. Le gaz est ensuite comprimé au sein des proto-étoiles jusqu’à s’échauffer et atteindre des températures de plusieurs millions de degrés, amorçant la fusion nucléaire et donnant naissance à de nouvelles étoiles. Le Soleil et les étoiles environnantes sont nés ainsi.

Mais qu’est-ce donc qu’une étoile ?

C’est « un corps céleste plasmatique qui rayonne sa propre lumière par réactions de fusion nucléaire » Wikipédia

C’est, plus simplement, une boule de gaz composée en majorité d’hydrogène, portée à des températures extrêmes (de 16 millions de degré au centre) et générant de la lumière et de l’énergie via des réactions nucléaires. Leur taille sont variées ainsi que leur durée de vie, pouvant aller de quelques dizaines de millions d’années à une vingtaine de milliards d’années. Le nôtre est une naine jaune, donc de taille plutôt faible comparé à la globalité, et peut vivre encore quelques milliards d’années. Les photons qui sont émis ne mettent que huit minutes à nous parvenir mais, étant formés au cœur du Soleil et celui-ci étant si dense, ils ont été formé depuis plusieurs millions d’années. Pensez que lors de vos vacances, vous bronzerez sous une lumière qui date de bien avant l’apparition de l’Homme.

Revenons à nos moutons… À peine formée, 1% des poussières utilisées serviront à former les premières proto-planètes. Le Soleil, jeune et frais, expulse les poussières proches d’elle et stoppe la formation des planètes internes, qui seront donc rocheuses. Les glaces et poussières, plus lointaines et plus froides, formeront les géantes gazeuses. Par la suite, le Soleil vieillira durant 1 milliards d’années sans qu’il ne se passe trop grand chose, jusqu’au moment où une planète se démarque des autres.


LA NAISSANCE D’UN NOUVEAU MONDE

Cette troisième planète a l’air de fourmiller un peu, dans ses eaux primitives et peu profondes. En effet, la Terre possédait juste une enveloppe de gaz transparente composé essentiellement de dioxyde de carbone. Le rayonnement solaire apporte des conditions idéales à la présence de cette eau sous forme liquide. Puis on ne sait comment, la vie fût…

Le Soleil, durant le périple de notre planète, n’a bougé que peu depuis. La plus remarquable utilité du Soleil est de fournir une source d’énergie aux plantes et autres végétaux exerçant la photosynthèse. Mais seulement 2 millions d’années avant notre ère, un être tourmenté par les changements climatiques migrait déjà à la surface du globe. S’éparpillant comme une traîné de poudre, ils se divisèrent en plusieurs communautés. Chacune d’elles commença à s’intéresser au ciel : forcément, ce qui était le plus visible était notre étoile du jour. De ce fait, le Soleil représentait aux yeux de tous un symbole puissant, incommensurable.
Par exemple, dans l’Égypte Antique, était le dieu du Soleil. Dans le Panthéon Grec, il se nommait Apollon. Dans la communauté Aztèques, il s’appelait Huitzilopochtli. Etc…

 

 

Ce ne fut qu’à partir du XVIIème siècle que le Soleil commença à être considéré comme un outil mais aussi un sujet scientifique, lors par exemple d’une première observation directe du Soleil effectuée par Galilée. Notre compréhension de celui-ci ne s’améliorera drastiquement qu’au début du XXème siècle, où l’on avait compris que l’on ne devait plus considérer le Soleil comme une divinité mais comme un astre à part entier. Désormais, le Soleil qui est au centre du Système Solaire, n’est plus au centre de l’Univers mais n’est qu’une étoile parmi des milliards d’autres…


UN CYCLE STELLAIRE

Vie_du_soleil
Par Tablizer traduit par Kokin — Traduction de l’image sous licence GFDL

Aujourd’hui, notre étoile rayonne de sa lumière sur notre planète. Elle influence peu notre quotidien. La seule menace plausible est celle d’une très grande éruption solaire pouvant mettre à mal nos technologies.

Par contre, notre futur est bien plus sombre. Peut-être que d’ici-là, nous aurons quitté notre foyer mais pas d’inquiétude. En effet, le Soleil continue à puiser dans ses réserves d’hydrogènes afin de lutter contre la gravité. Celui-ci est convertit en hélium à raison de 614 millions de tonnes pour 619 millions d’hydrogènes par seconde. Le Soleil risque de ne pas être à court de carburant avant quelques milliards d’années. Mais il se sera déjà passé beaucoup de choses d’ici-là.
En effet, la luminosité du Soleil augmente de manière linéaire de 7% tout les milliards d’années. Sauf que cela peut suffire à anéantir notre planète. Mais pourquoi donc ? On peut remercier notre planète d’être doté d’un effet de serre aujourd’hui, sans lequel la température serait plus basse. Mais l’effet de serre nécessite un équilibre, lequel sera rompu d’ici plusieurs centaines de millions d’années. En fait, le Soleil nous envoie de l’énergie via la lumière. Le dioxyde de carbone présent dans notre atmosphère va piéger cette énergie et en renvoyer qu’une faible partie dans l’espace. Mais si l’ensoleillement devient trop élevé, alors cette effet de serre va s’emballer et faire dégringoler la température à plusieurs centaines de degrés. Transformant la Terre en un véritable enfer similaire à celui de Vénus. La « vraie » fin du monde est déjà prédite à maximum 400-500 millions d’années pour notre espèce. Mais la disparition totale de la vie pourrait aller jusqu’à 1 milliard d’années.

Le Soleil, lui, continue de vieillir inexorablement. Jusqu’au moment où il y a épuisement des stocks. S’en suis alors un enchaînement dramatique.
Le Soleil commence donc à gonfler puis, arrivé à une certaine taille, commence la fusion de l’hélium en carbone. Durant quelques centaines de millions d’années, il y a de nouveau un équilibre. Arrive le moment fatidique où il y a un manque d’hélium. Le Soleil n’étant pas assez massif, il ne peut pas démarrer une fusion du carbone, et recommence donc à se dilater. Il finit alors par expulser ses couches externes en une nébuleuse planétaire (comme celle de Hélix). On ne sait pas trop comment pourrait réagir les planètes face à ce changement. Soit la Terre finirait engloutit par le Soleil, soit avec sa dilatation il s’éloignera assez.

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Nébuleuse Planétaire de Hélix

C’est une fin bien triste qui nous attend. Mais qu’à cela ne tienne, ce n’est pas encore pour demain !


COMMENT L’OBSERVER ?

Il est difficile d’observer une étoile quelconque dans le ciel. De nuit, des milliers d’étoiles sont visibles mais vous aurez beau tenter de regarder loin, vous ne distinguerez toujours que des points. Heureusement que nous avons le Soleil pour nous réconforter !
En effet, notre astre n’est pas si ennuyeux que ça. Tout d’abord, pour l’observer, il est important de se protéger de son intensité lumineuse. Un filtre solaire acheté dans un magasin spécialisé et certifié serait l’idéal.
Ce papier ressemble à du papier aluminium à première vue mais même juste le tendre à bout de bras en direction du Soleil permet déjà d’en percevoir le disque. Il filtre 99,9% de la lumière ! Il vous suffit alors par la suite de confectionner une sorte de coiffe adapter au diamètre de votre instrument. Cela est moins onéreux que d’acheter un filtre tout prêt.
Pensez surtout à mettre le filtre avant de pointer le Soleil car l’énergie concentrée par celui-ci peut l’abîmer. Il ne vous reste plus qu’à prendre un faible grossissement et à faire la mise au point. Vous verrez régulièrement juste un disque blanc/jaune-clair. Mais en fonction de l’activité solaire, il apparaît des tâches solaires. Ce que l’on peut voir n’est que la Photosphère. On peut observer également la Chromosphère, qui est une autre couche du Soleil mais qui n’est visible qu’avec un filtre solaire adéquat et spécial.

 

 


Ainsi notre étoile suit le cours de sa vie. Dont nous faisons partie nous aussi, car toute la matière qui a servit à former le Système Solaire, a appartenu un jour à une ancienne étoile. Et comme disais Geoffrey Burbidge :

« We are made of stardust… »

« Nous ne sommes que de la poussière d’étoiles…« 

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