Le Soleil peut-il se transformer en un trou noir qui « avalerait

Le Soleil détruira probablement la Terre dans les prochains milliards d'années, mais pas en se transformant en trou noir.

Simulation d'un trou noir dans l'espace. Image : ESA/Hubble/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N. Bartmann — Simulation d'un trou noir dans l'espace. Image : *ESA/Hubble/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N. Bartmann*

Dans environ 5 milliards d'années, le Soleil atteindra la fin de sa phase de combustion nucléaire et ne pourra plus se maintenir sous l'effet de sa propre gravité. Les couches externes de l'étoile se dilateront – un processus qui pourrait détruire la Terre – tandis que le noyau s'effondrera sur lui-même pour atteindre une densité extrême, ne laissant derrière lui qu'un résidu stellaire. Si l'effondrement gravitationnel du noyau est complet, ce résidu deviendra un trou noir – une région de l'espace-temps où l'attraction gravitationnelle est si intense que même la lumière ne pourra s'en échapper.

Cependant, le Soleil ne deviendra pas un trou noir. « C'est très simple : le Soleil n'est pas assez massif pour devenir un trou noir », explique Xavier Calmet, spécialiste des trous noirs et professeur de physique à l'université du Sussex (Royaume-Uni).

De nombreux facteurs déterminent si une étoile peut devenir un trou noir, notamment sa composition, sa rotation et son évolution, mais la condition principale est une masse adéquate. « Les étoiles dont la masse initiale est de 20 à 25 fois celle du Soleil ont le potentiel de subir l'effondrement gravitationnel nécessaire à la formation d'un trou noir », a déclaré Calmet.

J. Robert Oppenheimer et ses collègues ont été les premiers à calculer ce seuil, appelé limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff. Les scientifiques estiment actuellement qu'une étoile en fin de vie doit laisser derrière elle un noyau d'une masse environ deux à trois fois supérieure à celle du Soleil pour former un trou noir.

Lorsqu'une étoile épuise son combustible nucléaire en son cœur, la fusion nucléaire de l'hydrogène en hélium se poursuit dans ses couches externes. Ainsi, lorsque le cœur s'effondre, les couches externes se dilatent et l'étoile entre dans la phase de géante rouge.

Dans environ six milliards d'années (soit un milliard d'années après avoir épuisé l'hydrogène de son noyau), lorsque le Soleil deviendra une géante rouge, il s'étendra jusqu'à une orbite comparable à celle de Mars, engloutissant les planètes telluriques, peut-être même la Terre. Les couches externes de la géante rouge se refroidiront et s'étaleront progressivement, formant une nébuleuse planétaire autour de son noyau incandescent.

Les étoiles massives qui forment des trous noirs subissent plusieurs phases d'effondrement et d'expansion, perdant à chaque fois de la masse. Ceci est dû à la pression et à la température extrêmes qui permettent aux étoiles de synthétiser des éléments plus lourds. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le cœur de l'étoile soit composé de fer, l'élément le plus lourd qu'une étoile puisse produire, et que l'étoile explose en supernova, perdant encore plus de masse.

Selon la NASA, les trous noirs stellaires typiques (le plus petit type de trou noir observé par les astronomes) sont 3 à 10 fois plus massifs que le Soleil, et cette proportion peut atteindre 100 fois. Le trou noir gagne en masse à mesure qu'il absorbe le gaz et la poussière environnants, et peut même engloutir son étoile compagne s'il faisait autrefois partie d'un système binaire.

Le Soleil n'atteindra jamais le stade de la fusion du fer. Il deviendra plutôt une naine blanche, une étoile dense de la taille de la Terre, a expliqué Calmet. La Terre n'aura donc pas à subir l'horreur d'être engloutie par un trou noir.

Thu Thao (selon Live Science )

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