Qu’arrivera-t-il à la Terre lorsque le Soleil se transformera en géante rouge puis en naine blanche ? La question reste posée. Et aujourd’hui, des astronomes nous présentent une exoplanète qui pourrait bien aider à y répondre.

Il arrivera un jour où le Soleil se mettra à se dilater pour devenir une géante rouge. Puis ses couches externes seront emportées par les vents. Il ne restera ensuite de notre Étoile qu'une naine blanche. Pas plus grosse qu'une planète rocheuse, mais gardant toujours la masse d'une étoile. Et qu'adviendra-t-il alors de la Terre ? Sera-t-elle engloutie dans le processus de gonflement ? Ou survivra-t-elle sur une orbite plus éloignée qu'aujourd'hui ?

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La destinée du Soleil dévoilée par cette naine blanche

Il n'y a pas de consensus à ce sujet. La seule chose dont les astronomes sont sûrs, c'est que notre Planète deviendra inhabitable d'ici environ un milliard d'années après avoir connu un effet de serre majeur menant à la vaporisation de nos océans lorsque notre Soleil aura commencé à grossir.

Une exoplanète qui a vécu la vie de notre Terre

Mais dans la revue Nature Astronomy, des chercheurs de l'université de Berkeley (États-Unis) rapportent aujourd'hui avoir observé dans notre Voie lactée, à quelque 4 000 années-lumière de notre Système solaire, une planète semblable à notre Terre qui a survécu à la transformation de son étoile, d'abord en géante rouge puis en naine blanche. Une planète d'environ la masse de la nôtre désormais sur une orbite deux fois plus grande que celle de la Terre, autour d'une naine blanche d'environ la moitié de la masse du Soleil. Une planète bien au-delà de la zone habitable de son étoile et pour laquelle il est donc peu probable, même si cela a pu être le cas par le passé, qu'elle abrite la vie. Une planète qui pourrait nous donner une idée du futur qui attend la Terre dans... 8 milliards d'années.

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On a simulé ce qui se passera quand le Soleil avalera la Terre

Le système avait attiré l'attention des astronomes dès 2020. Il était alors passé devant une étoile plus éloignée - située à quelque 25 000 années-lumière du Système solaire - et, par effet de microlentille gravitationnelle, il avait amplifié sa luminosité d'un facteur 1 000. Malheureusement, cet effet avait empêché d'identifier le type de l'étoile qui en était responsable. Car sa luminosité à elle avait été noyée dans l'éclat de l'étoile d'arrière-plan. Alors les chercheurs de l'université de Berkeley ont attendu que l'effet de microlentille gravitationnelle passe et tenté leur chance en 2023, à l'aide du télescope Keck II de 10 mètres de diamètre à Hawaï (États-Unis). Une étoile « normale » aurait dû leur apparaître. Mais les astronomes n'ont rien détecté. « C'est l'un de ces cas où ne rien voir est plus intéressant que de voir quelque chose », ironise Jessica Lu, co-auteur de l'étude. Par élimination, les astronomes en ont conclu qu'il devait s'agir d'une naine blanche.

Ici, des images de la zone de microlentille gravitationnelle, repérée par des lignes blanches perpendiculaires, des années avant l’événement (a), peu après le grossissement maximal de l’étoile d’arrière-plan en 2020 (b) et en 2023 après sa disparition (c). Le système planétaire avec une naine blanche, une planète semblable à la Terre et une naine brune n’est pas visible ; le point lumineux en (c) provient de l’étoile source d’arrière-plan qui n’est plus grossie. © OGLE, CFHT, <em>Keck Observatory</em>
Ici, des images de la zone de microlentille gravitationnelle, repérée par des lignes blanches perpendiculaires, des années avant l’événement (a), peu après le grossissement maximal de l’étoile d’arrière-plan en 2020 (b) et en 2023 après sa disparition (c). Le système planétaire avec une naine blanche, une planète semblable à la Terre et une naine brune n’est pas visible ; le point lumineux en (c) provient de l’étoile source d’arrière-plan qui n’est plus grossie. © OGLE, CFHT, Keck Observatory

L’humanité fuira-t-elle la Terre d’ici 1 milliard d’années ?

Les chercheurs apportent, du même coup, quelques précisions concernant l'autre planète en orbite autour de cette naine blanche. Une planète environ 17 fois plus massive que notre Jupiter. Probablement une naine brune, en réalité. Une sorte d'étoile ratée, car sa masse est juste en dessous de celle qui lui aurait permis de déclencher des réactions nucléaires. Jusqu'ici, les astronomes ignoraient si cette naine brune se situait sur une orbite très éloignée de son étoile, comme celle de Neptune, ou bien plus à l'intérieur du système, sur une orbite du genre de celle de Mercure - c'est différent dans notre Système solaire, mais les chercheurs connaissent beaucoup de planètes géantes qui tournent très près de leur étoile. Les deux configurations, en effet, auraient pu donner le même effet de microlentille gravitationnelle que celui observé. Mais comme les astronomes ont désormais identifié l'étoile comme une naine blanche, un vestige stellaire, l'option orbite proche est à exclure. Si cela avait été le cas, la naine brune aurait été engloutie.

Ces travaux montrent comment un effet de microlentille gravitationnelle peut permettre de découvrir des systèmes planétaires qui restent hors de portée des méthodes plus traditionnelles. Des systèmes qu'il faudra ensuite étudier, parfois plusieurs mois ou plusieurs années plus tard, grâce aux meilleurs instruments à disposition pour comprendre leur configuration. Et peut-être mettre la main sur d'autres configurations exotiques comme celle-ci.

Pour en revenir au futur de la Terre et à celui de l'humanité, les chercheurs se veulent rassurants. Selon eux, même si notre Planète devait être engloutie par le Soleil pendant sa phase géante rouge, nous aurions une chance de trouver refuge dans le Système solaire externe. Sur une lune de Jupiter dont les océans gelés pourraient, d'ici là, être devenus liquides, pourquoi pas ?