La catastrophe cosmique : la plus grande menace pour la Terre

Tempêtes, tremblements de terre, éruptions volcaniques : les cataclysmes terrestres ne coûtent rien pour détruire la civilisation humaine. Mais même les éléments les plus redoutables s’effacent devant une catastrophe cosmique, capable de faire exploser des planètes et d’éteindre des étoiles — la principale menace qui pèse sur la Terre. Ce soir, nous vous montrons ce que l’univers peut faire lorsqu’il est en colère.

Une danse de galaxies fera tourner le Soleil et le précipitera dans l’abîme.

Commençons par le plus grand des désastres : les collisions de galaxies. Dans 3 à 4 milliards d’années, la galaxie voisine d’Andromède s’écrasera sur notre Voie lactée et l’avalera, se transformant en une gigantesque mer d’étoiles en forme d’œuf. Au cours de cette période, le ciel nocturne de la Terre battra le record du nombre d’étoiles : elles seront trois ou quatre fois plus nombreuses. Savez-vous combien il y en a aujourd’hui ?

La collision elle-même ne nous menace pas : si les étoiles avaient la taille d’une balle de ping-pong, la distance qui les sépare dans la galaxie serait de 3 kilomètres.le plus gros problème est la force la plus faible, mais aussi la plus puissante de l’univers : la gravité.

L’attraction mutuelle des étoiles de la fusion d’Andromède et de la Voie lactée protégera le Soleil de l’effondrement. Si deux étoiles se rapprochent, leur gravité les accélère et crée un centre de masse commun autour duquel elles tournent comme des billes sur les bords d’une roulette. Il en va de même pour les galaxies : avant de s’unir, leurs noyaux «danseront» l’un autour de l’autre.

À quoi cela ressemble-t-il ? Regardez la vidéo ci-dessous :

La peur et l’angoisse dans l’abîme cosmique

C’est cette danse qui causera le plus de problèmes. Une étoile périphérique comme le Soleil pourra accélérer jusqu’à des centaines, voire des milliers de kilomètres par seconde, ce qui brisera la gravité du centre galactique — et notre luminaire s’envolera dans l’espace intergalactique.

La Terre et les autres planètes resteront ensemble avec le Soleil — très probablement, rien ne changera dans leurs orbites. La Voie lactée, qui nous réjouit les soirs d’été, s’éloignera lentement, et les étoiles familières du ciel seront remplacées par la lumière de galaxies solitaires.

Mais vous n’avez peut-être pas autant de chance. Dans les galaxies, outre les étoiles, il y a des nuages entiers de poussière et de gaz interstellaires. Le soleil, qui se trouve dans un tel nuage, commence à le «manger» et à gagner de la masse. Par conséquent, la luminosité et l’activité du luminaire augmentent, des éclairs puissants et irréguliers se produisent — un véritable désastre cosmique pour n’importe quelle planète.

Simulateur de collision de galaxies en ligne

Pour simuler une collision, cliquez sur le bouton gauche de la zone noire et tirez légèrement le curseur avec le bouton serré en direction de la galaxie blanche. C’est ainsi que vous créerez la deuxième galaxie et définirez sa vitesse. Pour réinitialiser la simulation, appuyez sur Réinitialiser en bas de l’écran.

Les collisions avec les nuages d’hydrogène et d’hélium ne sont pas non plus favorables à la Terre elle-même. Si vous avez la malchance de vous trouver dans un amas massif, vous pourriez vous retrouver à l’intérieur du Soleil lui-même. La vie à la surface, l’eau et l’atmosphère habituelle peuvent être oubliées.

Collision de galaxies animée

Une autre galaxie, Andromède, peut tout simplement «écraser» le Soleil et l’inclure dans sa composition. Nous vivons actuellement dans une zone calme de la Voie lactée, où il y a peu de supernovae, de flux de gaz et d’autres voisins turbulents. Mais personne ne sait où Andromède nous «peuplera» — nous pourrions nous retrouver au centre, remplis de l’énergie des objets les plus étranges de la galaxie. La Terre ne peut pas y survivre.

Devrions-nous avoir peur et faire nos valises pour une autre galaxie ?

Il existe une vieille blague russe. Deux vieilles dames passent devant le planétarium et entendent le guide dire :

— «Le soleil s’éteindra dans cinq milliards d’années. Paniquée, l’une des vieilles dames se précipite vers le guide : — Combien de temps, combien de temps va-t-il s’éteindre ? — Cinq milliards d’années, grand-mère. — Ouh là là ! Dieu merci ! Je croyais que c’était cinq millions.

Il en va de même pour les collisions de galaxies : il est peu probable que l’humanité survive jusqu’à ce qu’Andromède commence à avaler la Voie lactée. Les chances sont minces, même si les humains font de gros efforts. Dans un milliard d’années, la Terre sera trop chaude pour que la vie puisse exister ailleurs qu’aux pôles, et dans 2 ou 3 ans, il n’y aura plus d’eau sur la Terre, comme sur Vénus.

Lever de soleil de la géante rouge qu’est le Soleil sur la Terre, vue d’artiste

Nous ne devrions donc craindre que la catastrophe ci-dessous, qui est beaucoup plus dangereuse et soudaine.

Catastrophe cosmique : explosion de supernova

Lorsque le Soleil aura épuisé sa réserve de combustible stellaire — l’hydrogène -, ses couches supérieures seront soufflées dans l’espace environnant, et il ne restera qu’un petit noyau chaud, une naine blanche. Mais le Soleil est une naine jaune, une étoile banale. Les grandes étoiles, huit fois plus massives que notre soleil, quittent la scène cosmique en beauté. Elles explosent, projetant de petites particules et des radiations à des centaines d’années-lumière de là.

Comme pour les collisions de galaxies, la gravité joue un rôle dans ce phénomène. Elle comprime les vieilles étoiles massives au point de faire exploser toute leur matière. Il est intéressant de noter que si une étoile est 20 fois plus grosse que le Soleil, elle devient un trou noir. Et avant cela, elle explose également.

Cependant, il n’est pas nécessaire d’être grand et massif pour devenir un jour une supernova. Le Soleil est une étoile solitaire, mais il existe de nombreux systèmes stellaires où les luminaires orbitent l’un près de l’autre. Les étoiles frères vieillissent souvent à des rythmes différents, et il se peut que le luminaire le plus «vieux» se consume en naine blanche, alors que le plus jeune est encore dans la fleur de l’âge. C’est alors que les problèmes commencent.

La naine blanche absorbe les coquilles de la géante rouge (figure).

Lorsque l’étoile «jeune» vieillit, elle commence à se transformer en géante rouge : son enveloppe se dilate et sa température diminue. La vieille naine blanche en profitera : comme elle n’a pas de processus nucléaire, rien ne l’empêche d'»aspirer» les couches extérieures de sa sœur comme un vampire. Et elle les aspire tellement qu’elle franchit la limite gravitationnelle de sa propre masse. C’est pourquoi une supernova explose comme une grosse étoile.

Les supernovae sont les forgerons de l’Univers, car c’est la force de leurs éclairs et de leur compression qui génère des éléments plus lourds que le fer, comme l’or et l’uranium (selon une autre théorie, ils naissent dans les étoiles à neutrons, mais leur apparition est impossible sans supernova). On pense également que l’éclatement d’une étoile au voisinage du Soleil a favorisé la formation de systèmes planétaires, dont notre Terre. Remercions-la pour cela.

Ne pas aimer trop vite les supernovae

Oui, les explosions d’étoiles peuvent être très utiles — après tout, les supernovae font naturellement partie du cycle de vie des étoiles. Mais elles ne se terminent pas bien pour la Terre. La partie de la planète la plus vulnérable aux supernovae est la couche d’ozone. L’azote, dont l’air est principalement composé, commence à se combiner à l’ozone lorsqu’il est exposé aux particules de supernova

Et sans la couche d’ozone, toute vie sur Terre sera vulnérable aux rayons ultraviolets. Vous vous souvenez que vous ne pouvez pas regarder les lampes à quartz ultraviolettes ? Imaginez maintenant que le ciel entier se transforme en une énorme lampe bleue qui brûle tous les êtres vivants. Le plancton marin, qui produit la majeure partie de l’oxygène de l’atmosphère, serait particulièrement touché.

La menace qui pèse sur la Terre est-elle réelle ?

Quelles sont les chances qu’une supernova nous frappe ? Jetez un coup d’œil à l’image suivante :

Il s’agit de la nébuleuse du Crabe, les restes d’une supernova qui a déjà brillé. Elle était si brillante qu’en 1054, elle était visible comme une étoile très brillante même en plein jour — et ce malgré le fait que la supernova et la Terre sont séparées par six mille cinq cents années-lumière !

La nébuleuse a un diamètre de 11 années-lumière. À titre de comparaison, notre système solaire mesure 2 années-lumière d’un bord à l’autre, et l’étoile la plus proche, Proxima Centauri, 4 années-lumière. Il y a au moins 14 étoiles dans un rayon de 11 années-lumière autour du Soleil, et chacune d’entre elles pourrait exploser. Le rayon de «bataille» d’une supernova est de 26 années-lumière. Un tel événement ne se produit pas plus d’une fois tous les 100 millions d’années, ce qui est très courant à l’échelle cosmique.

Sursaut gamma — si le Soleil devenait une bombe thermonucléaire

Il existe une autre catastrophe cosmique, bien plus dangereuse que des centaines de supernovae en même temps : l’explosion de rayonnement gamma. Il s’agit du type de rayonnement le plus dangereux, qui pénètre à travers n’importe quelle défense — si vous montez dans un sous-sol profond avec du béton métallique, le rayonnement sera réduit de 1000 fois, mais ne disparaîtra pas complètement. Les combinaisons, quelles qu’elles soient, ne peuvent en aucun cas sauver une personne : les rayons gamma ne sont affaiblis que deux fois, en traversant une feuille de plomb d’un centimètre d’épaisseur. Mais une combinaison de plomb est un lourd fardeau, des dizaines de fois plus lourd que l’armure d’un chevalier.

Même un abri antiradiation ne vous sauvera pas d’une explosion de rayons gamma.

Cependant, même lors de l’explosion d’une centrale nucléaire, l’énergie des rayons gamma est faible — il n’y a pas de masse de matière pour les infuser. Mais de telles masses existent dans l’espace. Il s’agit de supernovae d’étoiles très lourdes (comme les étoiles de Wolf-Raye, sur lesquelles nous avons écrit un article spécial), ainsi que de la fusion d’étoiles à neutrons ou de trous noirs — un tel événement a récemment été enregistré par les ondes gravitationnelles. L’intensité des sursauts gamma de tels cataclysmes peut atteindre 10 54 ergs, émis sur une période allant de quelques millisecondes à une heure.

L’unité de mesure est l’explosion d’une étoile

10 54 erg — c’est beaucoup ? Si toute la masse du Soleil devenait une charge thermonucléaire et explosait, l’énergie de l’explosion serait de 3 × 10 10 51 erg — comme un faible flash de rayons gamma. Mais si un tel événement se produisait à 10 années-lumière, la menace pour la Terre ne serait pas illusoire — l’effet serait celui d’une bombe nucléaire explosant sur chaque hectare théorique de ciel ! La vie disparaîtrait instantanément dans un hémisphère et quelques heures plus tard dans l’autre. La distance ne réduirait pas vraiment la menace : même si des rayons gamma éclataient à l’autre bout de la galaxie, une bombe nucléaire par 10 km2 atteindrait notre planète.

Une explosion nucléaire n’est pas la pire chose qui puisse arriver

Environ 10 000 sursauts gamma sont enregistrés chaque année. Ils sont observés à des distances de plusieurs milliards d’années, depuis des galaxies situées à l’autre bout de l’Univers. Au sein d’une même galaxie, un sursaut se produit environ tous les millions d’années. La question logique qui se pose est donc la suivante : pourquoi sommes-nous encore en vie ?

Pourquoi sommes-nous encore en vie ?

Le mécanisme qui sauve la Terre est le sursaut gamma. Les scientifiques qualifient l’énergie de l’explosion d’une supernova de «sale», car elle implique des milliards de tonnes de particules qui s’envolent dans toutes les directions. Un sursaut gamma, en revanche, est une explosion d’énergie «propre». Il se produit sous la forme de rayons concentrés provenant des pôles d’un objet, d’une étoile ou d’un trou noir.

Vous vous souvenez des étoiles de l’analogie avec les balles de tennis de table, qui sont distantes de 3 kilomètres ? Imaginons maintenant qu’un pointeur laser soit vissé à l’un des ballons et qu’il brille dans une direction arbitraire. Quelle est la probabilité que le laser atteigne l’autre ballon ? Très, très faible.

Une explosion de rayons gamma dans l’esprit de l’artiste.

Mais il n’y a pas lieu de s’inquiéter. Les scientifiques pensent que les sursauts gamma ont déjà atteint la Terre par le passé et qu’ils pourraient être à l’origine de l’une des extinctions massives. Seule la pratique permettra de savoir avec certitude si le rayonnement nous atteindra ou non. Toutefois, il sera alors trop tard pour construire des bunkers.

Une dernière chose

Aujourd’hui, nous n’avons abordé que les catastrophes cosmiques les plus globales. Mais il existe de nombreuses autres menaces pour la Terre, par exemple :

• L’impact d’un astéroïde ou d’une comète (nous avons écrit sur les plus grands cratères de la Terre, où vous pouvez vous renseigner sur les conséquences des chutes récentes).
• Le Soleil se transforme en géante rouge.
• Une éruption solaire (qui peut être suivie en ligne).
• La migration des planètes géantes dans le système solaire.
• L’arrêt de la rotation de la Lune.

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Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023