Le Soleil pourrait-il se transformer en un trou noir qui « avalerait » la Terre ?

Il est probable que le Soleil détruise 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

Dans environ 5 milliards d'années, le Soleil atteindra la fin de sa phase de combustion nucléaire et ne sera plus capable de résister à sa propre gravité. Les couches externes de l'étoile gonfleront – un processus qui pourrait détruire la Terre – tandis que le noyau s'effondrera dans un état extrêmement dense, laissant derrière lui un vestige stellaire. Si l'effondrement gravitationnel du noyau est complet, ce vestige stellaire deviendra un trou noir – une région de l'espace-temps si dense que même la lumière ne peut 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 influencent la capacité d'une étoile à devenir un trou noir, notamment sa composition, sa rotation et son évolution, mais le critère principal est la masse adéquate. « Les étoiles dont la masse initiale est 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 pensent actuellement qu'une étoile mourante doit laisser derrière elle un noyau d'une masse environ deux à trois fois supérieure à celle du Soleil pour créer un trou noir.

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

Lorsque le Soleil deviendra une géante rouge dans environ 6 milliards d'années (soit un milliard d'années après avoir épuisé l'hydrogène de son noyau), il s'étendra jusqu'à atteindre une orbite proche de celle de Mars, engloutissant les planètes intérieures, dont peut-être la Terre. Les couches externes de la géante rouge se refroidiront progressivement et s'étendront, formant une nébuleuse planétaire autour du noyau brûlant du Soleil.

Les étoiles massives qui forment les trous noirs traversent plusieurs phases d'effondrement et d'expansion, perdant à chaque fois davantage de masse. Cela est dû à la pression et à la température élevées qui permettent aux étoiles de synthétiser des éléments plus lourds. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le noyau de l'étoile se transforme en fer, l'élément le plus lourd qu'une étoile puisse produire, et que l'étoile explose en supernova, perdant davantage 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 peuvent l'être jusqu'à 100 fois. Le trou noir devient plus lourd à mesure qu'il engloutit le gaz et la poussière environnants, et même son étoile compagne si elle 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, selon Calmet. La Terre ne connaîtra donc pas l'horreur d'être engloutie par un trou noir.

Thu Thao (selon Live Science )

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