La Terre dans 5,5 milliards d'années

Estonius · 23 février 2011

Bonjour tout le monde

Dans 5,5 milliard d'années le Soleil sera devenu une géante rouge. Il est d'usage courant que cette échéance soit énoncée comme la destruction physique du globe terrestre.

(Note : La fin du vivant interviendra bien avant cette échéance, j'en suis conscient mais ce n'est pas le sujet)

Pourtant quelque chose cloche ou alors c'est moi qui déconne

Les données

1) Le diamètre solaire actuel est de 1.400.000 km (on arrondit)

2) La distance Terre Soleil est de 1 UA soit 150.000.000

3) On nous dit que le soleil va voir son diamètre multiplié par ~100.

4) 100 x 1.400.000 = 140.000.000, mais ce n'est pas en diamètre qu'il faut raisonner mais en rayon donc le soleil se pointera à 150.000.000 – (140.000.000/2) = 80.000.000 km soit approximativement. ½ UA. Ce qui volatilise Venus et Mercure, mais pas la Terre. :b:

Où est-ce que je me trompe ?

:confused:

Amatsu · 23 février 2011

J'ai lu à différentes reprises que le Soleil n'atteindrait pas la Terre en se dilatant après je ne peux pas dire le pourquoi du comment je ne répète que ce que j'ai lu

ursus · 23 février 2011

J'ai lu à différentes reprises que le Soleil n'atteindrait pas la Terre en se dilatant après je ne peux pas dire le pourquoi du comment je ne répète que ce que j'ai lu

oui c'est ce que j'ai lu récemment.

j'ai lu aussi que la terre sera si proche de son étoile qu'elle grillera allégrement...plus de vie donc

Estonius · 23 février 2011

J'ai lu à différentes reprises que le Soleil n'atteindrait pas la Terre en se dilatant après je ne peux pas dire le pourquoi du comment je ne répète que ce que j'ai lu

oui c'est ce que j'ai lu récemment.
j'ai lu aussi que la terre sera si proche de son étoile qu'elle grillera allégrement...plus de vie donc

plus de vie ? Comme indiqué plus haut, ce n'est pas le sujet et la disparition du vivant interviendra bien avant (dans 2 milliard d'années)

Shikaruma · 23 février 2011

Salut!euh desole ce n'est pas le sujet mais pourquoi les humains disparaitront dans 2 milliard d'annees?Que se passerai t'il?:-S

'Bruno · 23 février 2011

Quand le Soleil sera en fin de vie, il éjectera une quantité phénoménale de matière et ça va vraiment barder ! Je pense qu'il n'y a pas besoin d'être englouti par la géante rouge pour avoir des problèmes...

Jérôme AE · 23 février 2011

Décidément le Ciel et Espace de ce mois-ci est plus que j'amais d'actualité

Estonius · 23 février 2011

Salut!euh desole ce n'est pas le sujet mais pourquoi les humains disparaitront dans 2 milliard d'annees?Que se passerai t'il?:-S

J'adore ! :confused:Mais bon : (et puis dans 2 milliards d'années ce ne sont pas les humains, mais le vivant !)

suis ce lien et va au paragraphe "Le futur de la terre"

Quand le Soleil sera en fin de vie' date=' il éjectera une quantité phénoménale de matière et ça va vraiment barder ! Je pense qu'il n'y a pas besoin d'être englouti par la géante rouge pour avoir des problèmes...[/quote']

certes, certes, mais

1) personne n'aura de problème, (tout ce qui vivait sera mort) sauf quelques éventuels tardigrades super costauds...

2) et mon calcul

jobigoud · 23 février 2011

Vénus ne descend pas en dessous de 0.7 UA, donc elle ne sera pas non plus à l'intérieur du soleil s'il n'avance que jusqu'à 70 millions de Km — 0.5 UA…

Les couches externes des géantes rouges sont extrèmement ténues…

Combien de temps pourrait tenir Mercure qui varie entre 0.3 et 0.4 UA avant d'être réellement ralentie dans son orbite (et donc plonger vers le centre ?) ?

Poussin38 · 23 février 2011

Lorsque le soleil va se retrouver à court de carburant interne dans son noyau (hydrogène) qui va se contracter et se réchauffer (fin de la séquence principale).

La fusion nucléaire se poursuivra en couches autour du noyau qui lui se densifiera progressivement en helium. Cette fusion en couche augmente le rayon de l'étoile mais aussi sa luminosité qui la voit donc se transformer progressivement en géante rouge, stade qui se poursuit au delà des 5,5 M années.

La luminosité du soleil va donc augmenter jusqu'au flash de l'hélium en son cœur qui signifie la fin de phase de géante rouge, l'enveloppe et le noyau de l'étoile poursuivent ensuite des chemins bien différents : l'enveloppe poursuivant notamment son chemin et "cuisant" ce qu'elle rencontre sur son chemin (même si elle ne fait qu'environ 2000K l'onde de choc ne fera pas que du bien à notre planète déjà bien cuite par un soleil 100x plus puissant).

Ton calcul est bon mais la fin du soleil ne s'arrête pas au moment que tu décrits

http://lunap.obs-besancon.fr/lunap/Niveau1/soleiletoiles/Textes/evolution.htm

http://astro.u-strasbg.fr/~derriere/teaching/cours-evolution-HR-2009.pdf

http://www.jmmasuy.net/mort_etoiles/mort_etoiles_2_courantes.html

je ne sais pas si ça répond à ta question :?:

Modifié 23 février 2011 par Poussin38

julon2000 · 23 février 2011

Je ne suis pas spécialiste du domaine, mais je me souviens avoir lu un article (je n'ai pas la référence) qui disait qu'un effet de la dilatation du soleil serait un éloignement des planètes (c'est-à-dire une orbite plus grande), par conservation du moment cinétique.

A la louche l'argument m'a l'air de tenir la route, mais j'imagine que ça ne serait malgré tout pas suffisant pour mettre la Terre à l'abri de l'éjection des couches externes de la géante rouge

Zoliv · 24 février 2011

Avec l'éjection d'une partie de la masse du soleil (à combien c'est estimé d'ailleurs, en % de la masse du Soleil ?), la Terre va s'éloigner non, comme le dit Julon ? Existe-t-il des calculs super précis quelque part sur le net qui montrerait comment ça se passerait exactement, avec ce qu'on sait ?

Bison · 24 février 2011

Avec l'éjection d'une partie de la masse du soleil (à combien c'est estimé d'ailleurs, en % de la masse du Soleil ?), la Terre va s'éloigner non, comme le dit Julon ? Existe-t-il des calculs super précis quelque part sur le net qui montrerait comment ça se passerait exactement, avec ce qu'on sait ?

On estime que dans sa phase de géante rouge une étoile expulse entre 10-5 et 10-4 mase solaire par an(j'ai bien écrit par an!!!). Pour reprendre le point de départ d'Estonius, on estime qu'à ce moment le rayon de l'étoile et de son enveloppe serait en fait entre 100 et 200 fois l'actuel...ce qui peut changer la donne.

Mais de toutes façon comme le dit Poussin38 cette phase n'est pas la phase ultime. Après cette phase de géante rouge qui va durer moins de 100 000 ans (une paille par rapport au 5 miliards d'années) la température du soleil va continuer à augmenter avec deux effets :

- accélérer la vitesse des particules éjectées (faire grossir "l'enveloppe" autour du noyau, qui cette fois là sans incertitude englobera la Terre, dans une phase de supergéante)

- déclencher la combustion de l'hélium, essentiellement en carbone et quelques autres atomes de masse atomiques similaires.

Le soleil n'est pas assez massif pour qu'il continue à s'effondrer sur lui même et continuer à chauffer pour enclencher des réactions de fusion suivantes. Il va donc finir en brûlant en naine blanche, entouré d'un nuage de gaz très lointain, formant une belle nébuleuse planétaire que nous ne serons plus là pour voir...

Ce que va devenir cette naine est assez incertain en fonction de sa masse résiduelle...elle peut s'éteindre tout simplement (naine noire), exploser en novae et finir en gaz stellaire...

Et la Terre dans tout cela? Ben disons que son avenir se joue à 100 000 près...gaz et poussières de toutes facons.

ChiCyg · 24 février 2011

L'évolution d'une étoile de masse solaire après son départ de la séquence principale est très complexe et encore très mal comprise. C'est une phase instable avec des changements, semble-t-il, assez brutaux : contractions, brusques augmentations de luminosité, perte de masse, etc ...

Il me semble que la vision des astronomes a évolué au fil du temps et que de plus en plus l'idée de la "survie" du système planétaire jusqu'à la phase de naine blanche qui était exclue il y a quelques années est maintenant bien acceptée.

D'abord il y a les observations de planètes autour de pulsars qui ont donc survécu à un cataclysme autrement plus violent que ce qui conduit à une naine blanche, ensuite il y a l'observation de matières (planètes ?) autour de naines blanches. Ceci dit, on ne peut pas exclure que le système planétaire initial ait été détruit et que ce qu'on voit actuellement soit formé des résidus de ces planètes et/ou de la matière perdue par l'astre central.

Concernant l'évolution de l'orbite des planètes, il y a deux mécanismes contraires :

. la perte de masse de l'astre central (à peu près la moitié pour une étoile comme le soleil) qui attire moins ses planètes a tendance à les porter sur des orbites plus éloignées, plus favorables à leur "survie",

. l'accrétion par la planète d'une partie de la matière perdue par l'étoile ce qui a tendance à ralentir la planète et donc la rapprocher de l'étoile centrale.

Comme cela a été dit les couches externes d'une géante rouge sont extrêmement peu denses (moins du milliardième de gramme au cm³), assez froides (moins de 3000 K). La limite de l'étoile est très floue d'autant que toute l'atmosphère doit être agitée de forts mouvements convectifs dont on peut avoir une idée sur ces simulations de Betelgeuse en bas de la page (bien que ce soit une supergéante quinze fois plus massive que le soleil) :

http://www.astro.uu.se/~bf/movie/dst35gm04n26/movie.html

Bison · 24 février 2011

L'évolution d'une étoile de masse solaire après son départ de la séquence principale est très complexe et encore très mal comprise. C'est une phase instable avec des changements, semble-t-il, assez brutaux : contractions, brusques augmentations de luminosité, perte de masse, etc ...

Oui. On envisage même qu'une étoile puisse passer plusieurs fois par des sitautions de géante ou supergéante, notamment les plus massives capables d'entretenir les réactions de fusion au-delà du carbone et qui sembleraient "respirer", toujour soumises aux deux effets contradictoires que tu mentionnes (gravitation vs expulsion de matière)

Il me semble que la vision des astronomes a évolué au fil du temps et que de plus en plus l'idée de la "survie" du système planétaire jusqu'à la phase de naine blanche qui était exclue il y a quelques années est maintenant bien acceptée.

D'abord il y a les observations de planètes autour de pulsars qui ont donc survécu à un cataclysme autrement plus violent que ce qui conduit à une naine blanche, ensuite il y a l'observation de matières (planètes ?) autour de naines blanches. Ceci dit, on ne peut pas exclure que le système planétaire initial ait été détruit et que ce qu'on voit actuellement soit formé des résidus de ces planètes et/ou de la matière perdue par l'astre central.

Là encore l'incertitude principale à ce sujet vient de la compétition entre le processus d'expulsion de la matière et celui de combustion de l'hydrogène des couches externes puis de l'hélium. Si le premier se termine suffisamment avant le second (je ne sais pas qualifier plus précisément le "suffisamment"), il resterait assez de matière pour "allumer" une naine blanche (fusion de l'hélium vers des matérieux plus lourds), sinon il en resterait que du gaz. Cette compétition est liée à la masse initiale (la quantité de matière) à la cinétique de la fusion et celle de l'expulsion de matière.

Estonius · 25 février 2011

Merci à tous ceux qui m'ont répondu.

Effectivement avec toutes ces réponses, on y voit beaucoup plus clair !

Encore une fois, je sais très bien que la planète sera biologiquement morte depuis plus de 3 milliards d'années quand se produiront les phénomène décrits, mais juste comme ça pour le fun, à 2000 k (en sachant que la Terre n'aura plus d'atmosphère), il se passe quoi ? une boule en fusion ?

Poussin38 · 25 février 2011

Encore une fois, je sais très bien que la planète sera biologiquement morte depuis plus de 3 milliards d'années quand se produiront les phénomène décrits, mais juste comme ça pour le fun, à 2000 k (en sachant que la Terre n'aura plus d'atmosphère), il se passe quoi ? une boule en fusion ?

encore une question bourrée de pièges :be:

si on perd l'atmosphère et les océans, l'albedo de la terre ne change pas à 0,3 (pas de chipotage c'est pour le raisonnement on enlève l'air, l'eau et les océans donc jeu à somme nulle sur ce plan là).

Au stade supergéante rouge la luminosité passe de 100 (au début :cool: ) à 10000 en à peine quelques milliards d'année. http://lunap.obs-besancon.fr/lunap/Niveau1/soleiletoiles/Textes/evolution.htm

En prenant comme hypothèse un rayonnement de corps noir l'évolution de luminosité conduit (loi de stefan $mimetex.cgi?\sigma$ .T $mimetex.cgi?^{4}$ ) à une température 10 x plus importante qu'aujourd'hui (10000^1/4) soit environ 2730K (je prends une température moyenne du globe de 273K même si elle est plus importante du fait de l'effet de serre qui ne sera plus là), la surface est donc bien en fusion, bref, faut se barrer.

D'ailleurs déjà au stade géante rouge (luminosité initiale x 100) la température sera de 100^1/4 plus importante soit plus de 800°, température de début de formation de certains magmas...

Modifié 25 février 2011 par Poussin38

ChiCyg · 28 février 2011

Pour évaluer la température de la planète il ne faut pas partir de la luminosité de la géante rouge, mais de sa température, de sa distance et de son diamètre apparent. Pour une géante à environ 3000 K, si la terre est juste à sa surface elle reçoit grosso modo sur la moitié de sa surface un rayonnement de corps noir à 3000K et de 3K de l'autre côté, on trouve donc une température d'équilibre de l'ordre de 2500 K. Ca baisse quand on s'éloigne de la surface de l'étoile mais ça ne peut dépasser cette température que si la planète orbite à l'intérieur de la géante. Bien sûr, c'est un peu grossier comme calcul

Poussin38 · 1 mars 2011

Pour évaluer la température de la planète il ne faut pas partir de la luminosité de la géante rouge, mais de sa température, de sa distance et de son diamètre apparent. Pour une géante à environ 3000 K, si la terre est juste à sa surface elle reçoit grosso modo sur la moitié de sa surface un rayonnement de corps noir à 3000K et de 3K de l'autre côté, on trouve donc une température d'équilibre de l'ordre de 2500 K. Ca baisse quand on s'éloigne de la surface de l'étoile mais ça ne peut dépasser cette température que si la planète orbite à l'intérieur de la géante. Bien sûr, c'est un peu grossier comme calcul

Tu as oublié la modification du bilan radiatif du fait de la liquéfaction de la croute terrestre, ton calcul est effectivement très grossier

Pour l'ordre de grandeur, les diagrammes HR donnent ça très bien (facteur 100 à 10000 du début à la fin de la phase géante), le flux radiatif reçu par la terre en étant proportionnel, sa température moyenne aussi

ChiCyg · 1 mars 2011

Tu as oublié la modification du bilan radiatif du fait de la liquéfaction de la croute terrestre,

Le changement de phase ne dure que peu de temps par rapport à la phase géante rouge et n'intervient donc pas sur le bilan énergétique.

Pour l'ordre de grandeur, les diagrammes HR donnent ça très bien (facteur 100 à 10000 du début à la fin de la phase géante), le flux radiatif reçu par la terre en étant proportionnel, sa température moyenne aussi

Non, le flux radiatif reçu n'est pas proportionnel à la luminosité de l'étoile, il dépend aussi du diamètre apparent. Sinon Rigel, Betelgeuse, Antarès ou d'autres nous auraient cuits depuis longtemps

Et la température n'est pas non plus proportionnelle au flux reçu.

Sobiesky · 1 mars 2011

Réflexion de mon fils de 5 ans devant les images de la Terre dans 2 milliards sur un magazine astro:

"Il n'y aura plus rien, même pas de caveaux :("

Bon, en attendant, il cherche le sol sur lequel est posé l'Univers :be:

Poussin38 · 1 mars 2011

Le changement de phase ne dure que peu de temps par rapport à la phase géante rouge et n'intervient donc pas sur le bilan énergétique.
Non, le flux radiatif reçu n'est pas proportionnel à la luminosité de l'étoile, il dépend aussi du diamètre apparent. Sinon Rigel, Betelgeuse, Antarès ou d'autres nous auraient cuits depuis longtemps

Et la température n'est pas non plus proportionnelle au flux reçu.

Pour la croute terrestre c'était pour pinailler ton pinaillage, en somme

Si je m'essaie à l'exercice (je souhaite juste comprendre, pas donner des leçons) :

Avec un rayon supposé de 100 millions de km, une température de surface de 3000K et une distance à la terre de 50 millions de km, le facteur d'angle est de 1,33 alors qu'il est d'environ 0.25 10^-4 actuellement soit 53000 fois plus grand. Mais dans le même temps la température de l'étoile décroit d'un facteur 2 donc 16 en luminosité (puissance 4ème). Donc au total la puissance émise par l'étoile vers la terre augmente d'un facteur 53000/16=3312 (nb : la variation de luminosité provient bien de son augmentation de taille).

Ainsi la puissance moyenne reçue sur terre par unité de surface augmente bien d'autant : page 275

En considérant la terre comme un corps noir à l'équilibre thermique, celle-ci rayonne à une température correspondant à la loi de stefan P= $mimetex.cgi?%5Csigma$ .T $mimetex.cgi?%5E%7B4%7D$ x pi*Rterre².

La surface de la terre ne variant pas, toute augmentation de la puissance reçue entrainera de facto une variation de température proportionnelle à la puissance 1 /4 du rapport entre les puissances reçues.

Ainsi la nouvelle température de la terre sera 3300^0,25 x plus élevée que celle d'aujourd'hui (base 273K) soit 7,6*273=2073K.

Mais le raisonnement me semble le même

Modifié 1 mars 2011 par Poussin38

philming · 2 mai 2011

On doit pas se faire bouffer par Andomède avant de toute manière ?

Estonius · 2 mai 2011

ouai je voudrais aussi savoir pourquoi il n y aura plus d humains

Réponse au message n°8 (il faut suivre le lien indiqué)

On doit pas se faire bouffer par Andomède avant de toute manière ?

Absolument pas, vu la densité galactique la fusion des deux galaxies peut se faire sans casse

Modifié 2 mai 2011 par Estonius

philming · 2 mai 2011

J'aurais bien aimé assister à ca moi...

Toutiet · 2 mai 2011

Tu as dit combien, Estonius...?... 5,5 milliards d'années...?

Ah, j'ai eu peur, j'avais lu 5,5 millions d'années...! :be:

jarnicoton · 2 mai 2011

Il y a quelque chose qui ne colle pas dans cette affaire.

La vie ne peut pas disparaître avant la Terre puisque s'il n'y a pas de vie il n'y a pas de Terre, de monde, rien.

Or l'univers est nécessaire, et indissociable de la vie. Donc la vie ne peut pas disparaître, donc la théorie de l'évolution stellaire est fausse.

C'est bien ça ?

jarnicoton · 2 mai 2011

Tu as dit combien, Estonius...?... 5,5 milliards d'années...?

Ah, j'ai eu peur, j'avais lu 5,5 millions d'années...!

J'ai lu la même dans Sélection en 1962.

Jeff Hawke · 5 mai 2011

La vie ne peut pas disparaître avant la Terre puisque s'il n'y a pas de vie il n'y a pas de Terre, de monde, rien.

Or l'univers est nécessaire, et indissociable de la vie. Donc la vie ne peut pas disparaître, donc la théorie de l'évolution stellaire est fausse.

L'affaire mérite que l'on s'y arrête un moment, la théorie de l'évolution stellaire n'étant pas, selon toute vraisemblance, fausse. Au moins dans le fait qu'elle nous permet de prévoir une situation future où la vie n'est plus possible sur la Terre, (puis peut-être où la Terre elle-même n'est plus là...) du fait de l'évolution du Soleil.

Cela dit, il faut examiner de quoi nous parle cette théorie : De la réalité sensible, phénoménale, du monde qui nous apparait... Et c'est nous d'ailleurs, avec nos sens et notre raison, qui élaborons cette théorie qui propose une histoire du Soleil, avec en prime une histoire des êtres vivants à l'intérieur de cette histoire.

C'est bien donc ça, qu'il ne faut perdre de vue : Nous énonçons cette théorie, qui décrit le monde tel qui nous apparait, dans son extension temporelle qui correspond à notre intuition de ce temps qui passe.

Cette théorie n'est rien de plus, comment le pourrait-elle ?

Notamment sur ce qu'il advient du temps lorsqu'il n'y a plus ceux ("nous"...) qui le perçoivent, elle ne peut rien en dire, car c'est clairement situé en dehors de son cadre explicatif.

Bob3070 · 5 mai 2011

Ne vous inquiétez pas...je nous donne maximum 10000 ans...on ne verra pas ce spectacle!

Et c'est tant mieux, car l'humanité ne mérite pas de survivre...

C'est mon avis...et je ne le partage pas!

Bon ciel à tous quand-même!

Bob.

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