Le Soleil finira-t-il vraiment par exploser?

Le Soleil finira-t-il en supernova? Cette image mélange plusieurs phénomènes stellaires. Notre étoile changera bien de forme dans environ cinq milliards d’années, mais son avenir ressemble davantage à une longue métamorphose qu’à une détonation.

« Exploser » : le mot qui fausse l’enquête

Aujourd’hui, le Soleil transforme de l’hydrogène en hélium dans son coeur par fusion nucléaire. L’énergie produite crée une pression qui s’oppose à la gravité et maintient l’étoile dans un équilibre stable. Rien à voir avec une bombe céleste en train de compter ses dernières secondes.

En astronomie, une explosion stellaire désigne généralement une supernova. Il s’agit d’un événement bref et très énergétique, associé à l’effondrement du coeur d’une étoile massive ou à l’explosion thermonucléaire d’une naine blanche dans un système avec une étoile compagne. Le Soleil ne correspond à aucun de ces deux scénarios.

Le mythe vient donc d’un glissement de vocabulaire. Le Soleil va grossir et éjecter une partie de ses couches externes, mais cette évolution sera progressive. Une fin agitée, oui. Une supernova, non.

La masse qui ferme le dossier

Une revue publiée le 28 octobre 2017 dans Philosophical Transactions of the Royal Society Aintitulée Predicting the nature of supernova progenitorsexamine les étoiles qui précèdent les supernovae à effondrement de coeur. Elle rappelle qu’une étoile initialement plus massive qu’environ huit fois le Soleil termine généralement sa vie par ce mécanisme.

Avec une masse d’une masse solaire, le Soleil est très loin de ce seuil. Lorsque son hydrogène central viendra à manquer, la gravité modifiera sa structure, mais son coeur n’aura pas la masse nécessaire pour produire l’effondrement d’une étoile massive. Le manque de carburant ne transforme pas toutes les étoiles en supernovae.

Deux supernovae, deux mécanismes hors de portée

Dans le premier scénario, une étoile massive ne parvient plus à soutenir son coeur et s’effondre. Dans le second, une naine blanche échange de la matière avec une étoile compagne ou fusionne avec elle jusqu’à atteindre les conditions d’une explosion thermonucléaire.

Le Soleil n’est pas assez massif pour le premier mécanisme et ne possède pas de compagne stellaire connue pour le second. La revue de 2017 ne prédit pas directement le futur de notre étoile, mais elle donne le critère qui tranche : la masse initiale détermine une grande partie du destin stellaire.

Le vrai calendrier commence dans environ cinq milliards d’années

Dans environ cinq milliards d’années, l’hydrogène disponible dans le coeur du Soleil finira par manquer. Le coeur se contractera sous l’effet de la gravité, sa température augmentera et l’étoile changera d’équilibre. Le Soleil commencera ensuite à fusionner l’hélium et ses couches externes se dilateront.

Il deviendra alors beaucoup plus grand et plus lumineux. Sa surface, plus froide, prendra une teinte rouge : ce sera la phase de géante rouge. Le nom paraît presque trop calme pour un changement d’une telle ampleur, mais il décrit une expansion progressive, pas une explosion soudaine.

La Terre sera touchée bien avant la dernière étape. L’augmentation de la luminosité solaire la rendra inhabitable avant que le Soleil n’atteigne le terme de son évolution. Le Soleil n’aura pas besoin d’exploser pour mettre fin aux conditions actuelles sur Terre.

Terre : l’inhabitabilité avant l’engloutissement

Mercure et Vénus seront très probablement englouties pendant l’expansion du Soleil. Pour la Terre, le résultat exact reste incertain : elle pourrait être avalée par l’enveloppe solaire ou survivre sur une orbite modifiée. Dans les deux cas, la vie telle que nous la connaissons aura disparu bien avant cette échéance.

Le nuage final n’est pas une détonation

À la fin de cette évolution, le Soleil rejettera ses couches externes. Elles formeront une nébuleuse planétaire, un nuage de gaz et de poussières autour du coeur restant. Les images de ces nuages, avec leurs coquilles et leurs filaments, peuvent donner l’impression qu’une étoile a explosé. L’esthétique est spectaculaire, le mécanisme est différent.

Une nébuleuse planétaire n’est pas le vestige d’une supernova. Elle résulte de l’expulsion progressive de l’enveloppe d’une étoile comme le Soleil, alors qu’un rémanent de supernova provient d’une explosion violente.

Un article de synthèse publié en 2010 dans Proceedings of the National Academy of SciencesX-ray studies of supernova remnants: A different view of supernova explosionsdécrit les débris d’explosion et le milieu environnant étudiés grâce aux rayons X. Un article de 2018 publié dans la même revue, Supernova, nuclear synthesis, fluid instabilities, and interfacial mixingdécrit aussi l’onde de choc et le mélange produits par une supernova. Le futur nuage du Soleil ne sera donc pas un rémanent de supernova.

Le coeur qui subsistera deviendra une naine blanche, un résidu dense et relativement petit, beaucoup moins lumineux et plus froid que le Soleil actuel. Le scénario final est bien une transformation radicale, mais il ne comporte pas de détonation.

Pourquoi l’apocalypse gagne la bataille des images

La légende assemble des éléments exacts dans le mauvais ordre. Le Soleil va manquer d’hydrogène dans son coeur, grossir, perdre ses couches externes et finir sous la forme d’une naine blanche. Chaque étape appartient à l’évolution stellaire. Les réunir sous le mot « explosion » fabrique une conclusion fausse.

Le biais de disponibilité renforce cette confusion. Une supernova est un événement bref, lumineux et facile à représenter. Une étoile qui se dilate lentement sur des millions d’années offre une histoire moins spectaculaire. L’image la plus mémorable finit par remplacer le scénario le plus probable.

La répétition fait le reste. Une phrase recopiée devient familière, puis paraît fiable, comme une information qui enfle à chaque passage dans un jeu de téléphone arabe. Les partages ne changent pourtant ni la masse du Soleil ni les règles de l’évolution stellaire. Une histoire souvent répétée reste une mauvaise preuve.

La pièce qui tranche : pas de supernova au programme

Le Soleil ne va pas exploser soudainement. Dans environ cinq milliards d’années, il deviendra une géante rouge, perdra ses couches externes et laissera une naine blanche. La Terre sera inhabitable bien avant cette dernière étape.

Le Soleil ne finira pas en supernova. Sa masse est trop faible pour un effondrement de coeur et son évolution prévue mène à une géante rouge, une nébuleuse planétaire puis une naine blanche.