S'il n'y a pas d'oxygène dans l'espace, pourquoi le soleil ne s'éteint-il pas ?

Quand nous sommes enfants, on nous dit que le soleil est une grosse boule de feu. C'est logique, après tout, de notre point de vue, c'est une grosse sphère jaune qui nous donne de la lumière et de la chaleur. D'ailleurs, pendant des milliers d'années, les peuples, les religions et même les astronomes ont pensé la même chose.

Après Galilée, Copernic et les scientifiques qui ont enrichi nos connaissances sur notre système solaire, il aura fallu le XXe siècle et ses grandes avancées en physique et en chimie pour que certaines questions trouvent de nouvelles réponses. Une en particulier : s'il n'y a pas d'oxygène dans l'espace, pourquoi le Soleil ne s'éteint-il pas ? Qu'est-ce qui le maintient allumé ?

L'explication vient d'une découverte en physique. Il s'agit de la fusion nucléaire, c'est-à-dire de l'union des noyaux d'atomes dans certaines conditions. Ce phénomène a été observé et théorisé pour la première fois dans les années 1930, et ce n'est qu'à cette époque que de nouvelles hypothèses ont pu être avancées pour expliquer pourquoi le Soleil brûle depuis tant de millions d'années sans source d'énergie extérieure.

Le fait est que le Soleil est sa propre source d'énergie et fonctionne comme un grand four thermonucléaire. Qu'est-ce que cela signifie ? Le Soleil est un million de fois plus grand que la Terre et est composé à 80 % d'hydrogène (H), l'élément le plus abondant de l'univers, le plus léger du tableau périodique, qui est présent dans presque toute la matière que nous connaissons, des roches à l'eau.

Mais le plus important dans le Soleil, c'est sa masse et son attraction gravitationnelle. La pression exercée par le Soleil est telle que les atomes d'hydrogène - qui ont perdu leurs électrons - n'ont d'autre choix que de s'unir ou de fusionner pour former de l'hélium. L'hélium s'éloigne du noyau et s'associe aux électrons libres perdus par les atomes d'hydrogène. Cette énergie arrive à la surface sous forme de photons, qui sont transmis par le rayonnement électromagnétique et constituent la lumière qui nous parvient.

"Cette réaction libère de grandes quantités d'énergie sous forme de lumière et de chaleur, de sorte que la zone convective, c'est-à-dire la partie extérieure du Soleil, est maintenue à environ 6000°C, soit 600 fois la température de l'eau en ébullition. Ainsi, le rayonnement provenant du Soleil dans toutes ses longueurs d'onde atteint l'ensemble du système solaire. N'oublions pas que notre étoile constitue 99,7 % du système solaire", explique Javier Feu, professeur d'astronomie et de physique.

Ainsi, loin d'être une boule de feu, le Soleil est une immense sphère de plasma (état gazeux fluide). La réaction de fusion nucléaire est rendue possible par sa gravité, qui attire tout (y compris notre planète et nos voisins). C'est un processus gigantesque : le Soleil fusionne pas moins de 620 millions de tonnes d'hydrogène par seconde. Il en est ainsi depuis 5 milliards d'années et il en sera ainsi pour... toujours ?

Le jour où le soleil s'éteint

On sait que le Soleil devient 10 % plus lumineux tous les 100 millions d'années. Depuis la Terre, nous le voyons en jaune en raison de l'effet de notre atmosphère sur l'intensité de la lumière. Mais vu de l'espace, le Soleil est blanc. Et depuis d'autres galaxies, il ressemble sûrement à ce que nous voyons des étoiles.

Malgré cette faible variation de sa luminosité, le Soleil reste en équilibre constant entre la force de gravité, qui comprime les éléments vers son noyau, et la force de l'énergie libérée par la fusion nucléaire, qui cherche à le dilater.

Mais bien qu'il ait du carburant depuis longtemps, il ne durera pas éternellement. Il arrivera un jour où ce processus de fusion consommera tout l'hydrogène qu'il contient. Et que se passera-t-il ce jour-là ?

Loin de la façon dont un feu s'éteint s'il n'a pas de combustible, lentement et faiblement, c'est l'inverse qui se produira ici. Au fur et à mesure que l'hydrogène est consommé, la pression au centre du Soleil diminue.

"Essentiellement, Mercure et Vénus seront les premières touchées et anéanties, puis ce sera notre tour, lorsque ces vents éroderont complètement le bouclier magnétique et anéantiront notre atmosphère et tout ce qui se trouve en dessous.

Dans sa phase finale, elle deviendra une nébuleuse planétaire. Mais selon les calculs astronomiques, cet événement ne se produira que dans 4,5 milliards d'années.