Aujourd’hui, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune tournent autour du Soleil sur des trajectoires relativement stables. Elles se perturbent mutuellement par leur gravité, mais les astronomes pensaient que cet équilibre pouvait durer extrêmement longtemps, même après la transformation de notre étoile en naine blanche. Une nouvelle étude remet ceci en question.
Dans environ cinq milliards d’années, le Soleil commencera à quitter la période actuelle de sa vie. Il gonflera jusqu’à devenir une géante rouge, puis perdra une grande partie de sa matière avant de finir en petite étoile très dense : une naine blanche. Au passage, la force gravitationnelle qu’il exerce sur ses planètes diminuera.
Les 4 grandes planètes du Système solaire
SCIENCE: NASA, ESA, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley) IMAGE PROCESSING: Joseph DePasquale (STScI) · Public domain
On savait déjà que les orbites des planètes restantes devraient alors s’élargir. Mais la plupart des calculs supposaient que le Soleil perdrait sa matière de façon assez régulière. Les chercheurs ont voulu vérifier une autre possibilité : que cette perte se fasse par de nombreuses expulsions de gaz irrégulières, dans des directions différentes.
À chaque expulsion, le Soleil subirait une minuscule poussée en sens inverse. Pris séparément, ces déplacements seraient presque imperceptibles. Mais leur accumulation pourrait modifier les trajectoires des planètes et, surtout, les relations entre leurs orbites. Au bout d’un certain temps, deux planètes pourraient passer suffisamment près l’une de l’autre pour se déstabiliser mutuellement.
Orbites des planètes géantes, à l’issue de la simulation
Les chercheurs ont suivi par ordinateur de nombreuses versions futures possibles du Système solaire. Dans certaines simulations, les interactions entre planètes deviennent intenses. Jupiter, Saturne, Uranus ou Neptune peuvent changer fortement de trajectoire, et certaines peuvent être éjectées dans l’espace interstellaire.
Avec les paramètres étudiés, environ 40 % des simulations connaissent déjà de fortes perturbations avant même que le Soleil devienne une naine blanche. Dans près de 90 % des cas, le système des planètes géantes finit par se désorganiser dans les trois milliards d’années suivantes.
L’évolution dépend fortement de la manière dont le Soleil perdra sa matière. Les expulsions irrégulières sont une hypothèse plausible, notamment pour expliquer de petits mouvements observés chez certaines naines blanches, mais leur déroulement précis reste à ce stade toujours inconnu.
L’étude montre qu’un détail de la mort du Soleil, longtemps négligé dans les calculs, pourrait décider de l’avenir des grandes planètes. Leur sort dépendra peut-être moins du temps qui passe que de la façon dont notre étoile s’éteindra.
