1

Une équipe d’astronomes internationaux, dont le professeur Albert Zijlstra de l’École de physique & astronomique, prédit qu’il se transformera en un anneau massif de gaz et de poussière interstellaires lumineux, connu sous le nom de nébuleuse planétaire.

Une nébuleuse planétaire marque la fin de 90% de la vie active de toutes les étoiles et retrace la transition de l’étoile d’une géante rouge à une naine blanche dégénérée. Mais, pendant des années, les scientifiques ne savaient pas si le soleil de notre galaxie allait suivre le même sort : on pensait qu’il avait une masse trop faible pour créer une nébuleuse planétaire visible.

Pour le savoir, l’équipe a développé un nouveau modèle stellaire, basé sur des données, qui prédit le cycle de vie des étoiles. Le modèle a été utilisé pour prédire la brillance (ou luminosité) de l’enveloppe éjectée, pour des étoiles de différentes masses et âges. La recherche est publiée dans Nature Astronomy.

Le professeur Zijlstra explique : « Lorsqu’une étoile meurt, elle éjecte une masse de gaz et de poussière — appelée son enveloppe — dans l’espace. L’enveloppe peut représenter jusqu’à la moitié de la masse de l’étoile. Cela révèle le noyau de l’étoile qui, à ce stade de la vie de l’étoile, s’épuise en carburant, finit par s’éteindre et avant de mourir définitivement.

« Ce n’est qu’alors que le noyau chaud fait briller l’enveloppe éjectée pendant environ 10 000 ans — une brève période en astronomie. C’est ce qui rend visible la nébuleuse planétaire. Certaines sont si brillantes qu’elles peuvent être vues à des distances extrêmement grandes mesurant des dizaines de millions d’années-lumière, là où l’étoile elle-même aurait été beaucoup trop faible pour être vue. »

Le modèle résout également un autre problème qui laisse les astronomes perplexes depuis un quart de siècle.

Il y a environ 25 ans, les astronomes ont découvert que si l’on observe des nébuleuses planétaires dans une autre galaxie, les plus brillantes ont toujours la même luminosité. On a découvert qu’il était possible de voir à quelle distance se trouvait une galaxie rien qu’à partir de l’apparence de ses nébuleuses planétaires les plus brillantes. En théorie, cela fonctionnait dans n’importe quelle galaxie de type.

Mais alors que les données suggéraient que c’était correct, les modèles scientifiques prétendaient le contraire. Le professeur Zijlstra ajoute : « Les vieilles étoiles de faible masse devraient faire des nébuleuses planétaires beaucoup plus faibles que les jeunes étoiles plus massives. C’est devenu une source de conflit depuis 25 ans.

« Les données disaient qu’on pouvait obtenir des nébuleuses planétaires brillantes à partir d’étoiles de faible masse comme le soleil, les modèles disaient que ce n’était pas possible, tout ce qui était inférieur à environ deux fois la masse du soleil donnait une nébuleuse planétaire trop faible pour être vue. »

Les nouveaux modèles montrent qu’après l’éjection de l’enveloppe, les étoiles se réchauffent trois fois plus vite que ce que l’on trouve dans les anciens modèles. Il est donc beaucoup plus facile pour une étoile de faible masse, comme le soleil, de former une nébuleuse planétaire brillante. L’équipe a constaté que dans les nouveaux modèles, le soleil est presque exactement l’étoile de masse la plus faible qui produit encore une nébuleuse planétaire visible, bien que faible. Les étoiles même quelques pour cent plus petites ne le font pas.

Le professeur Zijlstra a ajouté : « Nous avons constaté que les étoiles dont la masse est inférieure à 1,1 fois la masse du soleil produisent des nébuleuses plus faibles, et les étoiles plus massives que 3 masses solaires des nébuleuses plus brillantes, mais pour le reste, la luminosité prédite est très proche de ce qui avait été observé ». Problème résolu, après 25 ans !

« C’est un beau résultat. Non seulement nous avons maintenant un moyen de mesurer la présence d’étoiles d’âges de quelques milliards d’années dans des galaxies lointaines, ce qui est une gamme remarquablement difficile à mesurer, mais nous avons même découvert ce que le soleil fera quand il mourra ! »