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Posté par Adrien le Dimanche 11/12/2016 à 00:00
L'avenir du Système solaire à portée de télescope
L2 Puppis est une vieille étoile qui s'apparente à ce que pourrait être notre Soleil en fin de vie. Des travaux récents menés, au sein d'une équipe scientifique internationale, par un astronome de l'Observatoire de Paris, ont mis au jour l'existence d'une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre...) dans son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...). Cela donne un aperçu de ce qu'il adviendrait aux planètes du Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système...) dans cinq milliards d'années. Ces travaux, paraissent dans la revue Astronomy & Astrophysics du 8 décembre 2016.

Dans cinq milliards d'années, le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...) se transformera en étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles se situent entre les...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), avec une taille plus de 100 fois plus grande qu'aujourd'hui. Il perdra alors une partie importante de sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) par l'intermédiaire d'un vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à travers le monde.) très intense.


Vue schématique de la géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne)...) de l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de la planète candidate dans le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de L2 Pup. © P. Kervella et al. (CNRS / U. de Chile / Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes pour la navigation. Il vient...) / LESIA / ESO / ALMA)

Le produit final de son évolution sera une minuscule naine blanche, d'une taille proche de celle de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...), chaude et extrêmement dense (une cuillère à café de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) de naine blanche a une masse de l'ordre de 5 tonnes!).

Cette métamorphose aura un impact dramatique sur les planètes du Système solaire, et en particulier sur les planètes les plus internes (Mercure, Vénus et la Terre).

Les modèles indiquent que Mercure et Vénus seront absorbées par l'étoile géante, et très probablement détruites, mais le destin de la Terre est plus incertain.

Du fait de l'augmentation considérable de la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) du Soleil, notre planète deviendra hostile à toute forme de vie (La vie est le nom donné :) dans quelques milliards d'années. Mais la Terre elle-même, en tant que planète rocheuse, pourrait survivre et continuer à orbiter (Orbiter est un simulateur de vol spatial réaliste, diffusé sous forme de graticiel (mais non open source), pour le système d’exploitation Windows, créé par le Dr Martin...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de la naine blanche solaire.

Pour élucider cette question, une équipe internationale d'astronomes menée par Pierre Kervella, Astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au...) au Laboratoire Franco-Chilien d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs...) (CNRS UMI 3386 / Universidad de Chile) et au Laboratoire d'Etudes spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) (Observatoire de Paris /CNRS /UPMC / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) Paris Diderot) (1) a observé L2 Puppis, une étoile évoluée à l'aide du grand radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour capter les ondes radioélectriques émises par les astres. Ces...) ALMA (2).


Image composite de L2 Pup en lumière visible (par l'instrument VLT/SPHERE, couleurs bleutées) et image ALMA dans le continuum (teintes orangées). L'étoile centrale a été soustraite de l'image ALMA pour mieux montrer le compagnon (Le Compagnon (titre original : Alvin Journeyman) est un roman de fantasy publié en 1995 par Orson Scott Card (États-Unis).). La taille apparente de l'étoile centrale est représentée à l'échelle. Le disque blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre...) dans le coin inférieur gauche représente la résolution de l'image. © P. Kervella et al. (CNRS / U. de Chile / Observatoire de Paris / LESIA / ESO / ALMA)

L2 Pup est une étoile proche du Soleil (208 années-lumière), qui est entourée d'un disque constitué à partir du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) et de la poussière éjectés par l'étoile centrale.

ALMA a fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι Κορσέων) appelés plus communément Fourni, sont un archipel de...) une mesure très précise de la vitesse orbitale (La vitesse orbitale d'un corps céleste, le plus souvent une planète, un satellite naturel, un satellite artificiel ou une étoile binaire, est la vitesse à laquelle il orbite autour du barycentre d'un système à deux corps, soit donc le plus...) du gaz dans le disque de L2 Pup, ce qui a permis aux astronomes de démontrer qu'elle suit précisément la troisième loi de Kepler.

Les chercheurs en ont déduit la masse de L2 Pup: deux tiers de celle du Soleil.

Connaissant cette masse, les modèles d'évolution stellaire prévoient que l'âge de L2 Pup est de 10 milliards d'années.

Il y a cinq milliards d'années, L2 Pup était donc une jumelle presque parfaite du Soleil actuel.

Le tiers de masse solaire (En astrophysique, la masse solaire est l'unité de masse conventionnellement utilisée pour les étoiles ou les autres objets massifs. Elle est égale à la masse de notre Soleil....) manquant a été perdu par L2 Pup au cours de son évolution. Nous avons ainsi, à 208 années-lumière de la Terre, un point (Graphie) de vue exceptionnel sur le futur lointain de notre étoile.

Près de l'étoile L2 Pup elle-même, les astronomes ont identifié une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde...) source cent fois plus faible, L2 Pup B.

A une séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans...) de deux fois la distance Terre-Soleil (soit 300 millions de kilomètres), sa faible masse implique qu'il s'agit d'une planète (ou d'une petite "naine brune (Une naine brune est un objet insuffisamment massif pour être considéré comme une étoile mais plus gros qu'une planète géante. Il y a accord sur la limite supérieure : une...)").

La présence d'une planète en orbite dans le disque de L2 Pup nous donne une aperçu du devenir des planètes du Système solaire.

La luminosité élevée de L2 Pup B et la coïncidence de sa position avec un long et très fin panache de poussière indiquent qu'elle pourrait être en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut être tracté par une...) d'accréter de la matière expulsée par l'étoile centrale.

L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) des interactions entre L2 Pup et sa planète au cours des prochaines années nous donnera de précieuses informations sur l'évolution finale du Soleil, son impact sur les planètes du système solaire.

Que la Terre survive au Soleil ou disparaisse avec lui est encore incertain, et L2 Pup pourrait être la clé qui permettra de répondre à cette question.

Notes:

(1) P. Kervella (CNRS UMI 3386/U. de Chile/Obs. de Paris/LESIA), W. Homan (Univ. Catholique de Louvain, Belgique), A. M.S. Richards (U. of Manchester, Royaume-Uni), L. Decin (Univ. Catholique de Louvain, Belgique), I. McDonald (U. of Manchester, Royaume-Uni), M.Montargès (IRAM, France), and K. Ohnaka (U. Catolica del Norte, Chili)

(2) ALMA est le plus grand radiotélescope au monde (Le mot monde peut désigner :) aux longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) millimétriques. Il est installé sur le haut-plateau de Chajnantor dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).) d'Atacama (Chili), et est constitué de 66 télescopes individuels utilisés conjointement pour synthétiser l'équivalent d'un radiotélescope géant de 16 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...).


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