Cette vidéo avec des animations retrace les grandes étapes de la naissance et de la vie d’une étoile similaire au Soleil, entourée d’un cortège planétaire jusqu’à sa mort, en reprenant justement le cas du Système solaire. On peut distinguer sept étapes déjà parcourues ou qui restent à parcourir dans son cas, comme le montrent les images de synthèse avec des commentaires en anglais.

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    Voici donc les sept étapes de la vie et de la mort d'un système planétaire avec la chronologie telle qu'elle est déduite des observations et des simulations numériquessimulations numériques des astrophysiciensastrophysiciens.

    Étape 1 : 0 à 100.000 ans

    Un nuagenuage moléculaire poussiéreux et froid (quelques dizaines de kelvins tout au plus) s'effondre gravitationnellement sur lui-même. Il se fragmente en nuages plus petits et denses, en rotation du fait de la turbulence dans le nuage initial. La force centrifuge s'oppose alors à la contraction, perpendiculairement à l'axe de rotation alors que les températures montent dans ces petits nuages.

    On obtient une protoétoile brillante entourée d'un disque d'accrétion où les poussières s'agglomèrent pour former des blocs rocheux qui vont ensuite entrer en collision en s'attirant gravitationnellement.

    Étape 2 : 100.000 à 1 million d'années

    Le processus se poursuit avec des réactions nucléairesréactions nucléaires qui s'allument au centre de la protoétoile qui devient de facto une étoileétoile débutant sa vie sur la fameuse séquence principaleséquence principale. Dans le disque protoplanétairedisque protoplanétaire encore riche en gazgaz, des planètes géantes gazeusesplanètes géantes gazeuses et des planètes rocheusesplanètes rocheuses commencent leur naissance alors que l'étoile émet du rayonnement, des jets de matièrematière et des ventsvents violents pour se refroidir et perdre du moment cinétiquemoment cinétique.

    Étape 3 : 1 million à 10 millions d'années

    La croissance des planètes se poursuit avec un bombardement météoritique et cométaire violent et même des collisions. La surface des grosses planètes rocheuses peut se couvrir d'océans de magmamagma du fait de l'énergie thermiqueénergie thermique libérée par les impacts. L'accrétion planétaire des géantes gazeuses ne va pas tarder à se terminer car au bout de 10 millions d'années environ, le disque protoplanétaire laisse la place à un disque de débris très appauvri en gaz.

    Étape 4 : 10 millions à 1 milliard d'années

    Les planètes rocheuses, comme la future Terre, continuent elles à se former et les collisions sont encore violentes et nombreuses alors que la luminositéluminosité du SoleilSoleil croît lentement. La proto-Terre entre en collision avec ThéiaThéia et le produit final de cette catastrophe est la jeune LuneLune. Des migrations planétaires se produisent, générant dans le cas de notre Système solaireSystème solaire le Grand bombardement tardifGrand bombardement tardif.

    Étape 5 : 1 milliard à 10 milliards d'années

    Les collisions planétaires et le bombardement des astéroïdesastéroïdes et des comètescomètes ont fortement décru et les orbitesorbites sont plus stables avec un Système solaire qui l'est également, bien que toujours travaillé par des instabilités pouvant mener au chaos. La luminosité du Soleil croît et quelques milliards d'années après notre époque actuelle, qui est située environ 4,6 milliards d'années après la naissance du Système solaire, les océans de la Terre entreront en ébullition du fait d'un effet de serreeffet de serre qui s'emballe.

    Étape 6 : 10 à 11 milliards d'années

    La Terre étant déjà morte depuis quelques milliards d'années, son destin va empirer avec le Soleil qui va quitter la séquence principale pour se transformer comme ses cousines dans la Voie lactéeVoie lactée de quelques massesmasses solaires tout au plus en géante rougegéante rouge. Il va gonfler et ses couches supérieures vont perdre de la masse à l'occasion d'instabilités engendrant des vents violents.

    MercureMercure et VénusVénus seront alors englouties par les couches supérieures du Soleil et peut-être aussi la Terre, dont le destin final reste donc incertain.

    Étape 7 : 11 milliards à 13 milliards d'années

    La phase géante rouge est transitoire, elle va laisser place à un Soleil qui va se contracter rapidement, son carburant nucléaire étant épuisé et ne permettant plus de produire une pressionpression de rayonnement s'opposant à sa propre gravitégravité. Le Soleil, dont la masse aura diminué un peu, se transformera alors en naine blanchenaine blanche dont la taille sera de l'ordre de celle de la Terre.

    Elle sera entourée pendant un certain temps d'une nébuleuse planétairenébuleuse planétaire, vestige des derniers vents du Soleil.

    Pour des étoiles de plus de 8 masses solaires, la vie est bien plus courte, quelques millions d'années tout au plus, et la fin bien plus violente puisqu'elles exploseront sous forme de supernovasupernova SNSN II. Ces explosions peuvent provoquer l'effondrementeffondrement de nouveaux nuages moléculaires en les comprimant par le passage d'ondes de choc et surtout, les noyaux lourds tels l'oxygèneoxygène, le carbonecarbone, le ferfer et l'azoteazote synthétisés par ces étoiles vont se retrouver dans les nuages, servant de matériaux pour les planètes et peut-être la vie. Un cycle est donc à l'œuvre faisant chimiquement évoluer les galaxiesgalaxies.

    © NasaNasa, Goddard Space Flight CenterGoddard Space Flight Center, Scott Wiessinger