Quand les étoiles détruisent et mangent leurs propres planètes

Notre soleil est à la fois notre meilleur ami et notre pire ennemi. D’une part, nous devons notre existence à notre étoile. La Terre et les autres planètes du système solaire sont formées du même nuage de gaz et de poussière que le Soleil.

Et sans sa lumière, il ne pourrait y avoir de vie sur cette planète. D’un autre côté, le jour viendra où le soleil mettra fin à toute vie sur Terre et finira par détruire la Terre elle-même.

Les risques que les étoiles peuvent faire peser sur leur planète sont mis en évidence par une nouvelle étude publiée dans Nature. Les auteurs ont examiné des étoiles similaires à notre soleil et ont découvert qu’au moins une étoile sur 12 présente des traces de métaux dans son atmosphère. On pense qu’il s’agit de cicatrices de planètes et d’astéroïdes ingérées par les étoiles.

Les planètes ne devraient jamais se sentir trop à l’aise lorsqu’elles tournent autour de leur étoile mère, car leur étoile peut trahir leur confiance et provoquer leur disparition violente d’au moins deux manières.

Perturbation des marées

La première passe par un processus appelé « perturbation des marées ». À mesure qu’un système planétaire se forme, certaines planètes se retrouveront en orbite autour de leur étoile le long de trajectoires qui ne sont pas tout à fait circulaires ou qui sont légèrement inclinées par rapport au plan de rotation de l’étoile. Lorsque cela se produit, la force gravitationnelle exercée par l’étoile sur la planète corrigera lentement la forme ou l’alignement de l’orbite de la planète capricieuse.

Dans les cas extrêmes, la force gravitationnelle appliquée par l’étoile déstabilisera l’orbite de la planète, la rapprochant progressivement de plus en plus. Si la malheureuse planète s’approche trop près, elle sera déchirée par la gravité de l’étoile. Cela se produit parce que le côté de la planète faisant face à l’étoile est légèrement plus proche que le côté opposé (la différence est le diamètre de la planète).

La force de l’attraction gravitationnelle exercée par l’étoile dépend de la distance qui la sépare de la planète, de sorte que le côté de la planète faisant face à l’étoile ressent une attraction légèrement plus forte que le côté opposé.

Sur Terre, cette différence dans la force de la force de gravité crée le flux et le reflux quotidiens des marées. Essentiellement, le Soleil tente de déformer la Terre, mais il est suffisamment éloigné pour ne pouvoir tirer que les eaux de ses océans. Mais une planète dangereusement proche de son étoile verra sa croûte et son noyau déchirés par ces marées.

Si la planète n’est pas trop proche de l’étoile, sa forme sera simplement déformée en celle d’un œuf. Un peu plus près de l’étoile, et la différence entre l’attraction gravitationnelle sur ses différentes faces suffira à la déchirer complètement, la réduisant à un nuage de gaz et de poussière qui spirale dans l’étoile et se vaporise dans ses feux infernaux.

Le processus de perturbation des marées a été suggéré pour la première fois il y a une cinquantaine d’années. Au cours des deux dernières décennies, les astronomes, y compris mon groupe, ont observé des dizaines d’éruptions lumineuses de perturbation de marée causées par étoiles déchiquetées par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies.

L’année dernière, pour la première fois, un groupe d’astronomes a rapporté avoir observé une éruption similaire, plus faible, qui correspondait à une planète perturbée et consumée par son étoile.

Les perturbations des planètes par les marées peuvent être assez courantes, comme le montre la nouvelle découverte selon laquelle au moins 1 étoile sur 12 présente des signes qui ils ont ingéré du matériel planétaire.

D’autres études ont montré qu’entre un quart et la moitié de toutes les naines blanches – les restes d’étoiles jusqu’à deux fois plus massives que notre soleil – portent des cicatrices similaires. Comme leur nom l’indique, les naines blanches sont chauffées à blanc. Avec des températures de surface de plusieurs dizaines de milliers de degrés, les naines blanches les plus chaudes émettent des rayons ultraviolets et X suffisamment énergétiques pour vaporiser leurs planètes en orbite.

La fin de la Terre

Rassurez-vous; La Terre ne sera pas détruite par les perturbations des marées. La fin de notre planète aura lieu dans environ cinq milliards d’années, lorsque le Soleil deviendra une géante rouge.

Les étoiles sont alimentées par le processus connu sous le nom de fusion, où deux éléments légers sont combinés pour en faire un plus lourd. Toutes les étoiles commencent leur vie en fusionnant l’élément hydrogène de leur noyau avec l’élément hélium. Ce processus de fusion les stabilise à la fois contre l’implosion, due à l’attraction incessante de la gravité, et crée la lumière qui les fait briller. Notre Soleil fusionne de l’hydrogène en hélium depuis environ 4,5 milliards d’années.

Mais dans 4,5 milliards d’années, l’hydrogène contenu dans le noyau solaire sera épuisé. Toute fusion dans le noyau s’arrêtera et la gravité, sans opposition, forcera l’étoile à se contracter. Au fur et à mesure que le noyau se contracte, il chauffe jusqu’à ce que la température soit suffisamment élevée pour que l’hélium fusionne en carbone.

La fusion stabilisera à nouveau l’étoile. Entre-temps, cependant, les enveloppes extérieures de l’étoile se dilateront et se refroidiront, donnant à l’étoile désormais géante une teinte plus rouge. À mesure que le soleil géant rouge s’étend, il va engloutir Mercure, Vénus et la Terre– il pourrait même atteindre l’orbite de Mars.

Il faudra peut-être encore 5 milliards d’années à la Terre, mais nous ne serons pas là pour assister à son extinction. À mesure que le soleil brûle ses réserves d’hydrogène, sa luminosité augmente progressivement : tous les milliards d’années, sa luminosité augmente d’environ 10 %.

Dans un milliard d’années, le soleil sera suffisamment brillant pour faire bouillir les océans de la Terre. Alors la prochaine fois que vous profiterez des chauds rayons du soleil, rappelez-vous : il nous en veut.

Cet article est republié à partir de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original.