Vos questions d’astronomie

Vos questions d’astronomie

J’adore l’astronomie. Evidemment, comme je fais mes études dans ce domaine, beaucoup de choses me paraissent évidentes. Pourtant, quand je vous parle, quand je parle à mon entourage ou à des connaissances d’astronomie, je me rends vite compte que ce n’est pas le cas. Alors voici un florilège des questions qu’on m’a le plus posé et leur réponses !

« Bientôt, le Soleil va exploser et nous avec ! »

Alors non.

Notre Soleil a aujourd’hui environ 4,6 milliards d’années. Ça peut paraître vieux, mais sachant qu’il a une espérance de vie de 10 milliards d’années, ça va. Donc que se passera-t-il dans 5,4 milliards d’années ?

Pas besoin d’attendre si longtemps puisque 1 milliards d’années vont suffire à rendre la Terre invivable. Chaque milliard d’années, le Soleil va grossir et gagner en luminosité. Vous devez sûrement connaître l’effet de serre.. Mais si on s’en inquiète tant, c’est pour ce qu’on appelle le « runaway growth« , un stade à partir duquel il n’est plus possible de régler la température à la surface de la Terre et qui va augmenter, augmenter, augmenter jusqu’à atteindre des températures extrêmes de type 150°C ou plus même la nuit. On avait tendance à dire que Venus est une jumelle de la Terre qui a subi le runaway growth, hé bien voilà ce qui nous attend, malgré le réchauffement climatique. Et cette fois, ce sera Mars qui sera dans la zone d’habitabilité du Soleil.. Il y aura peut être VRAIMENT de la vie sur Mars à ce moment là ?..

Syti.net

Pour en revenir à l’explosion, on n’est pas dans un film de SF. En réalité, le Soleil se maintient en vie car il compose la gravité de son cœur par son rayonnement (produit par la fusion de l’hydrogène) qui pousse les couches vers l’extérieur. Mais le jour où il n’y aura plus d’hydrogène, le Soleil ne pourra plus produire autant de rayonnement qu’avant (et enlevez-vous de la tête l’image du Soleil qui s’éteint comme on éteint une lampe, les photons peuvent mettre des millions d’années à parcourir le Soleil du centre à l’extérieur). Le Soleil va donc s’effondrer sur lui-même, produisant suffisamment d’énergie pour pousser ses couches externes un peu plus loin. Le Soleil deviendra donc une géante rouge, une étoile si grosse que Mercure, Venus et la Terre auront été avalés par la gigantesque boule.

Et un jour, il n’y aura vraiment plus rien à fusionner au centre de notre étoile. Le cœur finira de se contracter pour former une naine blanche, les couches externes continueront leur chemin vers l’espace, pulvérisant tous les autres objets du système solaire au passage, et ce qui était autrefois le Soleil ne sera plus qu’un petit point blanc lumineux au centre d’une nébuleuse planétaire nouvellement formée.

Exemples de nébuleuses planétaires célèbres | NASA/ESA/ESO
« Comète, astéroïde, météorite, c’est la même chose non ? »

Quand une question termine par « non ? », généralement la réponse est non.. L’astronomie fait partie de ces domaines qui ont vu leur vocabulaire être piétiné et lapidé en passant dans le langage courant. Il est temps de lui rendre justice.

Wikimedia

Une comète est un gros caillou rempli de roches et de glaces. En s’approchant du Soleil, et en franchissant ce qu’on appelle la « ligne de glace » (qui est la distance entre le Soleil et la comète à partir de laquelle la glace ne se sublime plus), les matériaux les plus volatils du noyau vont se sublimer (passer de solide à gazeux) et former la chevelure et la queue d’ions de la comète. Le noyau va également relâcher les poussières contenues dans les glaces qui vont former la queue de poussière.

Un astéroïde est en quelque sorte un embryon de planète. Il s’est formé comme les autres planètes en agglomérant les poussières qui passaient par là (merci la gravitation). Le problème c’est que cette même gravitation les a empêché de devenir plus gros à cause des proto planètes aux alentours qui attiraient les poussières plus fortement ou qui exerçaient suffisamment de force pour casser les astéroïdes déjà trop grosses.. En résumé, les astéroïdes ce sont des amas de roches qui vont de quelques mètres à plusieurs dizaines (voire centaines) de kilomètres.

Bolide vu depuis l’ISS | Fripon

Un météore est un morceau d’astéroïde qui arrive dans l’atmosphère terrestre. Peu importe sa taille, si il entre dans l’atmosphère terrestre, c’est un météore. En entrant, il va se mettre à brûler et à émettre de la lumière. Si il est gros, on appellera ça un bolide et si il est petit, ce sera une étoile filante.

Une météorite est un morceau de bolide qui était trop gros pour être entièrement brûlé dans l’atmosphère. C’est ce qu’on peut ramasser sur le sol et c’est ce que vous pouvez acheter à prix d’or (de quelques euros à quelques milliers d’euros le GRAMME).

En résumé :

« Le Soleil bouge ?! »

Si la Terre bouge, pourquoi pas le Soleil ? Evidemment quand on parle du mouvement du Soleil, on pense instinctivement au mouvement du Soleil dans le ciel terrestre. Mais celui-là étant dû à la rotation de la Terre sur elle-même, je ne m’en occuperai pas. On peut distinguer 3 et 1/2 mouvements différents réalisés par le Soleil.

Comme la Terre, le Soleil tourne sur lui-même. Ce mouvement provient de sa formation, lorsque la nébuleuse planétaire qui a formé le système solaire s’est contractée. En se contractant, la nébuleuse a fourni de plus en plus de matière au proto-soleil (Soleil en formation) et donc de plus en plus d’énergie qui a été utilisée pour lancer un mouvement de rotation de l’étoile. Aujourd’hui, le Soleil fait un tour sur lui-même en 27 jours terrestres. Et pour la petite anecdote, on sait que le Soleil devrait tourner plus vite, mais on ne sait pas vraiment pourquoi il a ralenti..

Deuxième mouvement : le Soleil se déplace dans le système Solaire.

Bon, ok, cette phrase était un peu putacière.. mais laissez-moi vous expliquer. Les planètes sont en orbite dans le système solaire autour d’un point que l’on appelle « centre de masse« . Il s’agit de l’endroit où se situerait toute la masse du système solaire si elle était contenue en un seul point et qui vérifie l’équation du centre de masse (que je ne m’amuserai pas à détailler ici). Si il n’y avait que le Soleil dans le système solaire, le centre de masse de ce dernier serait confondu avec le centre du Soleil. Mais il y a d’autres planètes.. et surtout une qui est suffisamment lourde pour déplacer le centre de masse du système solaire : Jupiter. Comme il n’est plus confondu avec le centre du Soleil, ce dernier est entraîné par le mouvement des planètes et se met à tourner aussi autour du centre de masse.

Alors, petite remarque. Le centre de masse du système solaire n’est pas énormément déplacé, il se situe toujours dans le Soleil. Il l’est juste suffisamment pour qu’on puisse mesurer le mouvement du Soleil autour de celui-ci. Et d’ailleurs, on a réussi à détecter certaines étoiles de notre galaxie grâce à ce mouvement. Comme elles sont entourées de planètes géantes comme Jupiter mais très proches de leur étoile, le mouvement de ces étoiles autour du centre de masse de leur système est plus important.

Troisième mouvement : le Soleil bouge dans la Galaxie. Comme les planètes sont en orbite autour de leurs étoiles, les étoiles sont en orbite autour du centre de leur galaxie. Le Soleil orbite donc autour de Sagittarius A* (lire à l’anglaise « A-star »), le gigantesque trou noir qui aspire petit à petit les étoiles les plus proches de lui.. Rassurez-vous, le Soleil est suffisamment loin pour que la race humaine s’éteigne avant de voir ça. Mais toute cette agitation au centre de la Galaxie fait voyager notre système solaire à la vitesse d’environ 230 kilomètres par seconde. Ça paraît beaucoup, mais cela signifie qu’il faut 250 millions d’années pour faire le tour de notre galaxie.. Et sachant qu’on se situe à peu près au milieu du bras spiral, autant vous dire que les étoiles à l’extérieur sont pas prêtes de revenir au lieu de leur naissance !

Le demi mouvement de fin était pour celui de notre galaxie. Tout bouge dans l’univers et rien n’y fait exception ! Notre Voie Lactée parcourt son petit bonhomme de chemin.. mais on ne sait pas à quelle vitesse vraiment.. On peut calculer la vitesse de la Terre parce qu’on a le Soleil qui est « fixe » comme repère . Mais on ne peut pas avoir de repère fixe extérieur pour la Voie Lactée. Tout ce qui nous est possible de calculer, ce sont des vitesses relatives. Donc si je vous dis 100km/h de vitesse relative entre un objet et nous, cela peut vouloir dire qu’on est immobile et que l’objet s’approche de nous à 100km/h ou l’inverse, qu’on s’éloigne de l’objet à 100km/h mais que lui s’approche à 200km/h, qu’on s’approche l’un de l’autre à 50km/h, etc etc. La Voie Lactée pourrait donc se déplacer à 50km/h ou 200000km/s, impossible de savoir.. Rappelez vous juste que rien ne va plus vite que la lumière, soit environ 300000km/s.

« Il y a combien d’étoiles dans l’Univers ? »

Beaucoup. Et si vous cherchez un chiffre exact, vous ne trouverez rien ou alors des chiffres différents d’une source à l’autre. C’est normal. Il y en a tellement qu’on ne sait pas exactement les compter. En plus de ça, on n’arrive pas à voir tout ce qu’il y a dans notre Univers, il y a une barrière physique qui nos empêche de voir plus loin.. Donc même avec des bonnes estimations, il nous manquerait toujours des données.. Restons-en donc à l’Univers observable.

Si on voulait savoir le nombre d’étoiles dans l’Univers, il faudrait zoomer dans chaque recoin du ciel, dans chaque galaxie, pour compter « à la main » combien il y a d’étoiles. Mais même dans la galaxie spirale la plus proche qui n’est autre que la Galaxie d’Andromède, on n’arrive pas à voir toutes les étoiles.. Et même dans notre propre galaxie on sait que certaines nous sont cachées par des nuages de poussières.. Un calcul précis est donc impossible. Mais en estimant, on peut compter entre 200 et 400 milliards d’étoiles dans la Voie Lactée. C’est déjà beaucoup. Et grâce à Hubble, on a aussi pu estimer le nombre de galaxies dans l’Univers observable.

Un jour, les chercheurs ont décidé d’observer un recoin sombre du ciel pour savoir ce qu’on pouvait trouver dedans. Ils ont pris un coin du ciel grand comme une tête d’aiguille qu’on tiendrait à bout de bras. Et résultat :

Hubble / NASA

Le plus beau portrait de famille jamais réalisé qui contient pas moins de 10 000 galaxies. Et le plus fou dans tout ça, c’est qu’il faudrait réaliser 23 millions de photos comme celle-ci pour couvrir l’intégralité du ciel.. Donc petit calcul : on estime que l’Univers observable contient plusieurs centaines de milliards de galaxies..

Il y aurait donc quelques centaines de milliers de milliards de milliards d’étoiles dans l’Univers observable.. Des très grosses, des très petites, des rouges, des bleues, mais des centaines de milliers de milliards de milliards…

Sources :

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