Le noyau solaire fusionne maintenant l'hydrogène à partir d'hélium, ce qui entraîne la conversion d'une petite quantité de masse en énergie pure à chaque réaction nucléaire, selon Einstein E = mc au carré.
Mais cela ne peut pas durer éternellement, car la quantité de carburant dans le cœur est limitée. Le soleil a déjà perdu dans ce processus une masse équivalente à la masse de Saturne, et dans 5 à 7 milliards d'années, il épuisera complètement tout le carburant du cœur. Gonflant en une géante rouge, il finira par perdre ses couches externes, créant une nébuleuse planétaire, et son noyau rétrécira et se transformera en une naine blanche. Pour un observateur extérieur, ce sera un spectacle magnifique et coloré. Sur la première photo, la nébuleuse de l'oeil de chat est un exemple magnifique et coloré de ce destin possible.
Mais à l'intérieur du système solaire, cela mènera au désastre.
La première chose à savoir sur les géants rouges est qu'ils sont énormes. Il nous semble que notre Soleil est grand: 1,4 million de km de diamètre, avec une masse 300 000 fois supérieure à celle de la Terre, mais comparé à la géante rouge, ce n'est rien. Avec cette masse, notre Soleil grandira 100 fois sa taille précédente, absorbant Mercure et Vénus. La Terre est susceptible d'être poussée plus loin à mesure que le Soleil grandit et perd de sa masse, et bien qu'elle puisse être engloutie par une étoile, les scientifiques se demandent toujours si elle survivra ou non.
Si les calculs sont corrects, le Soleil n'aura pas à avaler la Terre quand elle se gonfle en une géante rouge.
Dans ce cas, la Terre et Mars se transformeront en mondes carbonisés et stériles. Les océans et les atmosphères de ces planètes bouilliront et disparaîtront de la surface, et ces mondes deviendront sans air et chauds, comme le Mercure d'aujourd'hui. Ces effets s'étendent bien au-delà des orbites des mondes rocheux intérieurs du système solaire.
Vous voyez, les géantes rouges ne sont pas seulement énormes, elles sont également chauffées à plusieurs milliers de degrés et brillent des milliers de fois plus brillantes que le soleil d'aujourd'hui. La plupart des matériaux éjectés - environ un tiers à la moitié de la masse du soleil - resteront chauffés à des températures extrêmes et se déplaceront vers les bords extérieurs de notre système solaire. Les astéroïdes fondront, perdant tous les composants volatils, et seuls les noyaux rocheux en resteront.
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Les astéroïdes ont un certain nombre de volatiles, et ils montrent souvent des queues à l'approche du Soleil. Au fil du temps, à mesure que le Soleil se transforme en une géante rouge, ces astéroïdes fondent, perdent tous les matériaux volatils et deviennent soit des piles de pavés, soit des roches fondues - dans tous les cas, devenant beaucoup plus petits que leur taille actuelle.
Mais les géantes gazeuses seront suffisamment massives pour conserver leurs couvertures de gaz, qui peuvent même se développer lorsque le Soleil entre dans cette phase. Par exemple, nous ne trouvons aujourd'hui que des géantes gazeuses en orbite autour des géantes rouges, bien plus grosses même que Jupiter. C'est peut-être le résultat de la sélection - et nous les voyons parce qu'ils sont les plus faciles à voir - mais peut-être est-ce le résultat d'un processus inévitable.
De grandes quantités de matériaux quittant le Soleil entreront en collision avec des mondes géants dotés de puissants champs gravitationnels. Une grande partie du matériau qui rencontre ces atmosphères émettra une éclaboussure de proportions cosmiques et augmentera la taille et la masse de ces mondes. En conséquence, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune peuvent être plus grands et plus massifs qu'ils ne le sont aujourd'hui.
Visuellement, le grand écart entre les tailles des mondes terrestres et des planètes comme Neptune est immédiatement frappant - et la transformation du Soleil en une géante rouge ne fera qu'augmenter cette différence. La Terre et Mars perdront leur atmosphère, et peut-être une partie de la surface, tandis que les géantes gazeuses se développeront, absorbant de plus en plus de matière à mesure que le Soleil se débarrassera de sa coquille externe.
Cependant, le Soleil deviendra si brillant et chaud qu'une grande partie du système solaire extérieur sera complètement détruite. Chacune des géantes gazeuses a ses propres anneaux; les plus connus sont les anneaux de Saturne, mais tous nos quatre géants en ont. Fondamentalement, ils se composent de diverses glaces - eau, méthane et dioxyde de carbone congelé. Grâce à l'énergie extrême émise par le Soleil, ces glaces non seulement fondront - leurs molécules individuelles acquerront une telle énergie qu'elles seront rejetées hors du système solaire.
Les anneaux de Neptune, capturés avec la caméra grand angle du vaisseau spatial Voyager 2 avec une longue exposition. Vous pouvez voir à quel point ils sont continus. Les anneaux de Neptune, comme les anneaux de toutes les géantes gazeuses, sont composés de composants de glace volatile et fondront, bouilliront et se sublimeront lorsque le Soleil se transformera en une géante rouge.
Il en sera de même pour les lunes riches en eau en orbite autour de ces mondes. La surface gelée d'Europe, sous laquelle il y a de la glace d'eau, va complètement bouillir. La même chose se produira avec Encelade, qui s'évaporera presque tout sauf le noyau rocheux avec un mélange de métaux. Pratiquement toutes les lunes de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune rétréciront considérablement en taille, leurs atmosphères bouilliront, leurs couches extérieures fondront et disparaîtront; seuls les noyaux de ces satellites, constitués de pierre et de métal, resteront. Certaines lunes complètement volatiles peuvent disparaître complètement.
Même les objets les plus grands et les plus connus de la ceinture de Kuiper ne sont pas à l'abri de cette catastrophe. Même les mondes à des distances aussi vastes que Triton, Eris ou Pluton recevront quatre fois plus d'énergie par unité de surface que la Terre n'en reçoit aujourd'hui. Leurs atmosphères et leurs surfaces, maintenant recouvertes de divers types de glace, et contenant peut-être des océans souterrains, vont également s'évaporer complètement. Lorsque le Soleil devient une géante rouge et que les mondes intérieurs se transforment en restes carbonisés ou sont engloutis par le Soleil, des mondes comme Pluton ne deviendront pas des planètes potentiellement habitables: ils brûleront. Ils se transformeront en noyaux nus de pierre et de métal et ressembleront au Mercure d'aujourd'hui.
Structure géologique sous la surface de la plaine de Spoutnik. Il est possible que Pluton ait un océan d'eau liquide sous sa fine croûte. Lorsque le Soleil devient une géante rouge, toutes les couches extérieures se sublimeront et bouilliront, ne laissant derrière elles qu'un noyau de pierre et de métal.
Pendant plusieurs dizaines ou centaines de millions d'années, il y aura espoir de conditions plus acceptables dans la ceinture de Kuiper, à une distance 80-100 fois supérieure à la distance du Soleil à la Terre. Pour cette petite période de temps, selon les normes cosmiques, les objets à cette distance recevront à peu près la même quantité de lumière solaire que la Terre reçoit aujourd'hui. Cependant, le monde a besoin de plus que la lumière du soleil pour l'habitabilité; vous devez avoir suffisamment de poids, la bonne taille et les bons ingrédients. La Lune et la Terre sont très différentes en termes d'habitabilité, bien qu'elles reçoivent des quantités presque identiques d'énergie solaire par unité de surface.
Les orbites des Sednoids connus, avec la putative Neuvième Planète. Même lorsque le Soleil devient une géante rouge, la planète neuf - dont l'existence est controversée comme elle l'est - n'atteindra pas une température suffisamment élevée pour devenir potentiellement habitable. D'autres mondes de la ceinture de Kuiper, même ceux qui sont à la bonne distance, seront trop peu profonds de ce point de vue.
Cependant, même l'hypothétique Neuvième Planète sera trop loin pour devenir potentiellement habitable, et tout ce qui se trouve à la bonne distance sera trop peu profond pour que la vie y existe. Le système solaire deviendra une catastrophe en fusion, ne laissant que les noyaux nus des planètes, des lunes et d'autres objets. Les géantes gazeuses peuvent gonfler et grandir, perdre leurs anneaux et de nombreux satellites, mais tout le reste ne deviendra rien de plus que des déchets riches en métaux. Si vous espérez que les mondes extérieurs gelés du système solaire auront enfin leur chance de briller, vous serez déçu. Lorsque le Soleil atteindra la fin de sa vie, ces mondes, comme nos espoirs de survie, feront face au fait que tous les plus importants fondront et disparaîtront.
