Comment empêcher la Terre d’être brûlée par le soleil intense ?

Je parie que nous, en tant qu’espèce, sommes amoureux de notre planète natale (malgré nos émissions excessives de carbone). Mais la triste vérité est que la Terre est condamnée. Un jour, le Soleil entrera dans une phase qui rendra la vie impossible sur Terre et finira par réduire la planète à un triste et solitaire morceau de fer et de nickel.

La bonne nouvelle est que si nous y réfléchissons – et ne vous inquiétez pas, nous aurons des centaines de millions d’années pour planifier – nous pouvons garder notre monde un foyer hospitalier, longtemps après que notre Soleil soit devenu fou.

Un cauchemar éveillé

Le Soleil devient lentement mais inévitablement plus brillant, plus chaud et plus grand avec le temps. Il y a des milliards d’années, lorsque des amas de molécules ont commencé à danser ensemble et à s’appeler vie, le Soleil était environ 20 % plus sombre qu’aujourd’hui. Même les dinosaures connaissaient une étoile plus faible et plus petite. Alors que le Soleil n’est qu’à mi-chemin de la phase majeure de combustion de l’hydrogène de sa vie, avec une variable variable de 4 milliards d’années avant de commencer à mourir, c’est l’étrange combinaison de température et de luminosité qui rend la vie possible sur ce petit monde terrestre. Notre planète sera érodée dans quelques centaines de millions d’années. Un clin d’œil, astronomiquement parlant.

Le soleil sème les graines de sa propre disparition à travers la physique fondamentale de son existence. En ce moment même, notre étoile mâche près de 600 millions de tonnes d’hydrogène chaque seconde, brisant ces atomes ensemble dans un enfer nucléaire qui atteint des températures de plus de 27 millions de degrés Fahrenheit. Sur ces 600 millions de tonnes, 4 millions sont transformées en énergie, de quoi éclairer l’ensemble du système solaire.

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Cependant, cette réaction de fusion n’est pas totalement propre. Il reste un sous-produit, les cendres des incendies nucléaires : l’hélium. Cet hélium n'a nulle part où aller, car les cycles de convection profonde qui déplacent constamment la matière à l'intérieur du Soleil n'atteignent jamais le noyau du Soleil où se forme l'hélium. L’hélium reste donc là, inerte, sans vie et inutile, obstruant la machine.

À son âge actuel, le Soleil n’a pas de températures et de pressions suffisamment élevées dans son noyau pour faire fondre l’hélium. Ainsi, l’hélium gêne, augmentant la masse totale du noyau sans lui donner autre chose avec lequel fusionner. Heureusement, le Soleil est facilement capable de compenser cela, et cette compensation résulte d'un élément de la physique connu sous le nom d'équilibre hydrostatique.

Le soleil existe en équilibre constant, vivant sur le fil du couteau nucléaire. D’une part, il y a les énergies libérées par le processus de fusion qui, si elles ne sont pas contrôlées, pourraient menacer de faire exploser le Soleil, ou du moins de l’agrandir. L’immense gravité de l’étoile elle-même s’y oppose, se pressant vers l’intérieur avec toute la force que peuvent rassembler 1 027 tonnes d’hydrogène et d’hélium. Si cette force continue sans être contrôlée, la gravité du Soleil écrasera notre étoile dans un trou noir pas plus grand qu'une ville de taille moyenne.

Alors, que se passe-t-il lorsqu’une force imparable fait face à une pression irrésistible ? Un bel équilibre, et une étoile peut vivre des milliards d’années. Si, pour une raison quelconque, la température des feux nucléaires de l’enfer augmente de manière aléatoire, cela réchauffera le reste de l’étoile et gonflera ses couches externes, soulageant ainsi la pression gravitationnelle et ralentissant les réactions nucléaires. Si le Soleil se contractait de manière aléatoire, davantage de matière s'enfoncerait dans le noyau, où elle participerait à la danse nucléaire enivrante, et la libération d'énergie qui en résulterait conspirerait à regonfler l'étoile dans des proportions normales.

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Mais la présence de cendres d’hélium, ce déchet nucléaire, bouleverse cet équilibre en déplaçant l’hydrogène qui autrement fusionnerait. Le soleil ne peut que se tirer vers l’intérieur, la gravité est implacable et indifférente. Lorsque cela se produit, les réactions nucléaires du noyau deviennent plus féroces, augmentant sa température, ce qui à son tour oblige la surface du Soleil à gonfler et à s'éclaircir.

Lentement, lentement, lentement, à mesure que l'hélium continue de s'accumuler au cœur du Soleil (ou de toute autre étoile de masse similaire), il se dilate et s'éclaircit en réponse. Il est difficile de prédire exactement quand cet éclaircissement entraînera un désastre pour notre planète, et cela dépend de l’interaction complexe entre les rayonnements, l’atmosphère et les océans. Mais l’estimation générale est qu’il nous reste environ 500 millions d’années avant que la vie ne devienne impossible.

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