La Terre pourrait ne sois pas avalé par le Soleil dans environ 5 milliards d’années, quand notre étoile entrera dans une nouvelle phase de vie et s’étendra pour atteindre les étoiles couches externes leOrbite terrestre. Les résultats d’une nouvelle recherche publiée dans la revue scientifique Astronomie et astrophysique ils ont mis en discussion ce qui a été démontré par la majorité des études publiées au cours des vingt dernières années, suggérant que l’histoire future de notre planète pourrait être plus complexe qu’on ne le pensait auparavant.
Les auteurs de la recherche ont en effet reconsidéré cette conclusion en utilisant dans leurs travaux des modèles numériques plus actualisés, qui décrivent plus précisément la dynamique des interactions gravitationnelles entre la Terre et le Soleil et, plus particulièrement, le moment où cette dernière aura évolué vers une géante rouge (actuellement notre étoile est une naine blanche). Le point critique de toute la question concerne les interactions de marée que les deux corps exercent mutuellement. Bien qu’ils soient actuellement négligeables, lorsque le Soleil se développera pour devenir une géante rouge, ils deviendront effets de marée en fait, ils auront tendance à voler de l’énergie à l’orbite terrestre, ralentir notre planète et le poussant lentement vers l’étoile.
L’expansion du Soleil sur l’orbite terrestre
Le Soleil a actuellement un rayon de 700 000 km, soit environ un peu moins du double de celui distance de la Terre à la Lune soit 384 000 km. Il faudra environ 5 milliards d’années à l’étoile pour manquer d’hydrogène dans le noyau et commence à se transformer en géante rouge. La phase d’expansion, cependant, ne sera pas soudaine comme lors d’une explosion, mais elle sera croissance lente ça va durer des centaines de millions d’années.
A partir de la nouvelle phase de combustion, le Soleil s’étendra pendant équilibre l’énorme augmentation de la chaleur généré dans les coques internes de son noyau. En effet, à ce moment, la luminosité totale du Soleil sera d’environ 100 fois plus grand que l’actuelmais cette énergie sera répartie sur une plus grande surface. Les astrophysiciens ont calculé que dans cette phase, le Soleil s’étendrait jusqu’à atteindre approximativement l’orbite terrestre, à 1,5 millions de kilomètres du centre gravitationnel de l’étoile.
Mais ce ne sera pas la taille maximale du Soleil. Après environ un milliard d’années, notre étoile entrera dans une nouvelle phase appelée AGB (Branche géante asymptotique), c’est-à-dire devenir une étoile géante asymptotique, durant laquelle elle va s’étendre encore jusqu’à ce que aller au-delà de l’orbite terrestreà une distance maximale possible d’environ 1,5 UA (la définition métrique d’une unité astronomique, abrégée en UA, qui correspond à la distance Terre-Soleil actuelle).
Le détail clé de ce processus long et tumultueux est que le Soleil perdra des quantités importantes de masse. Lorsque le Soleil entrera dans la phase géante rouge, il commencera à émettre un vent stellaire beaucoup plus intense que celui actuel, avec une perte de masse qui sera relativement lente bien que continue et irréversible. C’est là que le facteur pourrait entrer en jeu sauver la Terre.
Le Soleil parviendra-t-il à engloutir la planète Terre ?
Le Soleil, qui s’étendra énormément pour entrer dans la phase de géante rouge, subira une très forte ralentissement de la rotation de ses couches les plus externes (en raison de la loi de conservation du moment cinétique). Les enveloppes extérieures de matière auront une période de rotation de plus en plus longue, jusqu’à ce que le renflement de marée produit par la Terre sur le Soleil soit en retard sur la révolution de la Terre autour de l’étoile. Ce renflement arrière exercera un attraction gravitationnelle continue sur la Terre dans une direction opposée à son mouvement orbital.
En d’autres termes, notre planète va littéralement souffrir un freinage lentperdant énergie orbitale et commence à spirale vers le Soleil. Cependant, selon les auteurs de la recherche, grâce à l’augmentation de la perte de masse du Soleil dans sa phase géante rouge, le Terra survivra.
En effet, en perdant de la masse, attraction gravitationnelle que le Soleil exercera sur la Terre va diminuer progressivement. Notre planète se déplacera donc légèrement – mais continuellement – vers une orbite plus externe, avec le distance du centre solaire qui augmentera au fil des années. De plus, en s’éloignant du Soleil, les effets de marée subis par la Terre seront moindres. Les résultats du nouveau modèle numérique utilisé dans l’étude indiquent que les forces de marée seront donc moins efficaces pour attirer la Terre vers le Soleil que ne le suggèrent les modèles classiques. Les auteurs soulignent cependant que le problème n’est pas encore résolu.
En fait, une autre grande inconnue demeure : combien le matériau va fuir vraiment le Soleil en phase géante rouge. C’est précisément cette quantité de masse éjectée qui pourrait faire la différence entre la survie de notre planète et son éventuelle et définitive engloutissement.
Le même mécanisme se produira également pour la phase ultérieure de la vie du Soleil en tant que géante asymptotique. Au cours de cette étape, le Soleil perdra de la masse beaucoup plus rapidement que lors de la phase géante rouge, permettant à nouveau à la Terre de s’échapper vers une orbite plus lointaine. En bref, en fonction de la quantité de masse qui sera expulsée de l’étoile dans la phase intermédiaire de la vie (c’est la variable la plus incertaine des modèles), le destin final de la Terre pourrait s’écrire d’une manière complètement différente.
La Terre peut survivre au Soleil, mais la biosphère terrestre et les océans ne le peuvent pas.
Bien que la Terre ne soit pas physiquement engloutie, cependant, ce serait une planète qui serait effectivement stérile depuis des milliards d’années. La biosphère terrestre, en effet, est destinée à être complètement choqué bien avant que la Terre ne risque d’être engloutie par le Soleil. Même si aujourd’hui le Soleil apparaît stable (du moins du point de vue de la climatologie terrestre), en son noyau l’hydrogène se transforme continuellement en hélium. Cela rend le noyau de plus en plus dense et chaud, augmentant progressivement la vitesse des réactions nucléaires.
Il se produit donc une augmentation lente mais continue de la luminosité solaire. Dans environ un milliard d’années, le Soleil deviendra environ 10 % plus brillant qu’aujourd’hui.. Cela peut paraître anodin, mais il s’agit d’un changement énorme pour le climat de la Terre. Avec plus de rayonnement solaire, l’évaporation des océans augmentera également, et plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère signifie également un effet de serre plus intense (la vapeur est un puissant gaz à effet de serre) qui augmentera encore plus la température et l’effet d’évaporation.
La pression de la vapeur d’eau augmentera de plus en plus (un peu comme ce qui se produit lorsque vous faites bouillir de l’eau dans une casserole avec un couvercle), la faisant se dilater et atteindre la haute atmosphère, où le rayonnement ultraviolet du Soleil brisera les molécules H₂O en hydrogène et oxygène libres. Cependant, l’hydrogène étant très léger, il se dispersera lentement dans l’espace. En bref, dans des centaines de millions d’années, les océans finiront par s’assécher presque complètement.
Avec l’augmentation de la température et (au moins dans un premier temps) des précipitations, l’érosion des roches augmentera également, ce qui augmentera le processus de séquestration du CO₂ provoqué par lessivage. Cela signifie que, faute de carbone atmosphérique, les plantes ne pourront plus faire de photosynthèse. Sans végétation, les écosystèmes s’effondreront et tous les organismes complexes disparaîtront. Selon certaines estimations, les derniers organismes vivants qui pourraient subsister dans un avenir lointain sur Terre seront bactéries thermophiles et les micro-organismes qui vivent sous terre.