Par : Jesse Rogerson, Ph.D.
Ingenium – Musées des sciences et de l’innovation du Canada
La mort des étoiles
credit d'image : unspalash/Greg Rakozy
Question : Les étoiles que je regarde dans le ciel nocturne, est-ce qu’elles sont déjà mortes?
Réponse : C’est une excellente question! On me la pose souvent et, chaque fois, je sens que la personne est fascinée par l’immensité de l’univers, et j’adore ça! Elle a le sentiment que les étoiles se trouvent à des distances tellement éloignées qu’elles seront déjà mortes le temps que la lumière arrive à nos yeux. Les questions du genre témoignent d’une curiosité et d’une admiration profondes pour le monde naturel.
La réponse? Eh bien, ça dépend de la façon de voir les choses. Si l’on prend la question au pied de la lettre, la réponse est très simple : non. Mais la question est très pertinente, parce que l’univers est immense, que les étoiles sont loin et qu’on remonte dans le temps chaque fois qu’on les observe. Je m’explique.
D’abord, tirons une chose au clair. La lumière voyage à une vitesse qui n’est pas infinie. Cette vitesse, que les astronomes désignent par « c », est en fait de 300 000 kilomètres par seconde, soit plus d’un MILLIARD de kilomètres à l’heure. Je vous l’accorde, c’est vite! Cette vitesse est finie, parce que la lumière met du temps à parcourir une distance; plus la distance est grande, plus elle met de temps à la parcourir. Normal, n’est-ce pas?
Mais, combien de temps lui faut-il pour se déplacer? Examinons la question de plus près et poussons notre réflexion plus loin. La lumière met environ 1,3 seconde pour atteindre la Lune; vous voyez donc la Lune telle qu’elle était il y a 1,3 seconde. Elle met environ huit minutes pour aller de la surface du Soleil à la Terre, et cinq heures pour parvenir jusqu’à Pluton. C’est ce qu’on appelle le « temps de propagation de la lumière », c’est-à-dire le temps que met la lumière pour se propager d’un lieu à l’autre. Ce temps s’exprime aussi en distance-lumière. Par exemple, si la lumière met huit minutes à se propager du Soleil à la Terre, on dira qu’elle parcourt une distance de huit minutes-lumière. Pluton est donc à cinq heures-lumière de la Terre.
À présent, parlons des étoiles. Alpha du Centaure, le système d’étoiles le plus proche de la Terre, est à une distance d’environ quatre années-lumière. Autrement dit, la lumière met environ quatre années pour parcourir la distance qui sépare les terriens d’Alpha du Centaure et, donc, nous voyons le système Alpha du Centaure tel qu’il était il y a quatre ans. Passionnant, non? Toutefois, Alpha du Centaure est seulement visible dans l’hémisphère sud (constellation du Centaure). Prenons une étoile dans l’hémisphère nord. Sirius, par exemple, est l’étoile la plus brillante de notre ciel nocturne et elle est située à environ huit années-lumière de notre planète, c’est-à-dire que la lumière met huit années à se propager de Sirius à la Terre. Je pense que vous comprenez le principe, maintenant*. Quelle est l’étoile la plus lointaine que nous pouvons observer? Eh bien, là encore, ça dépend de votre point de vue, mais reformulons la question et disons plutôt : quelle est l’étoile la plus lointaine que je peux voir à l’œil nu? Cette étoile s’appelle Cassiopée V762 et elle est à 16 308 années-lumière. C’est fou, n’est-ce pas?
Maintenant que nous savons combien de temps la lumière met pour parvenir jusqu’à nous, notre première question prend un sens un peu différent. À présent, posons-nous la question suivante : au cours des 16 308 dernières années, est-ce qu’il y a des étoiles parmi celles que nous pouvons voir à l’œil nu dans le ciel nocturne qui sont mortes?
Pour répondre à cette question, nous devons tirer une autre chose au clair : combien de temps les étoiles vivent-elles en général? Je répondrai par ceci : quelques centaines de millions d’années au moins et plusieurs milliards d’années au plus.
Cela dit, il convient de reformuler la question : si les étoiles vivent des millions à des milliards d’années, quelles sont les probabilités qu’une soit morte dans les 16 308 dernières années et qu’en dépit de cela, sa lumière parvienne encore jusqu’à nous?
Réponse : Les probabilités sont faibles.
Si vous choisissiez une étoile au hasard, il est peu probable qu’elle en serait au dernier 0,02 %** de sa durée de vie. Ainsi, quand, la nuit, vous levez la tête vers ce magnifique ciel rempli d’étoiles scintillantes, c’est un retour en arrière que vous faites, en réalité. Vous voyez les étoiles telles qu’elles étaient il y a des milliers d’années, mais il est extrêmement improbable que l’une ou l’autre d’elles soit morte.
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* Note : N’est-il pas intéressant de savoir que l’étoile la plus brillante dans le ciel n’est pas la plus proche de nous? Qu’est-ce que cela vous apprend sur la brillance réelle des étoiles?
** La durée de vie minimale d’une étoile est (d’environ) 100 000 000 d’années : 16 308/100 000 000 = 0,02 % (valeur arrondie)
Jesse Rogerson, Ph.D.
Jesse est un scientifique, un éducateur et un communicateur scientifique passionné. En tant que professeur adjoint à l'Université York, au département des sciences, de la technologie et de la société, il enseigne trois cours : Histoire de l'astronomie, Introduction à l'astronomie et Exploration du système solaire. Il collabore fréquemment avec le Musée de l'aviation et de l'espace du Canada, et prête sa voix d’expert au Réseau Ingenium. Jesse est un astrophysicien et ses recherches explorent la façon dont les trous noirs supermassifs évoluent à travers le temps. Que ce soit en classe, par le biais des médias sociaux ou à la télévision, il encourage les conversations sur la façon dont la science et la société se croisent et sur la raison pour laquelle la science est pertinente dans notre vie quotidienne.
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