Sort des planètes après la mort d'une étoile

[cadmus]

Bonjour à toutes et à tous,

une petite question bête (désolé car je ne suis pas spécialiste): après la mort d'une étoile qui n'explose pas, que deviennent les planètes de son système ? Un exemple simple : on prévoit que notre soleil en devenant une géante rouge avant de mourir, s'étendra en détruisant donc les planètes Mercure, Vénus et sûrement la Terre. Que deviendront alors les autres ? Continueront-elles à rester en gravitation autour de la future naine agonisante ou vont-elles errer n'ayant plus d'attraction ? (j'ai plaisir à imaginer un ballet de planètes "lâchées" dans la nature )

Merci à vous et bonne journée !
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[40CDV20]

Bonjour,
De ce que j'ai retenu, il existe plusieurs scénarios.
Soit effectivement le soleil devenu une géante rouge "conventionnelle", absorbe Mercure et Vénus et vitrifie la surface de notre planète. Soit cette géante rouge devenant dans un dernier spasme "bi-combustible" (fusion de l'hélium + de l'hydrogène restant), atomise les couches internes de la terre.
Soit, rien de tout ça si la Voie lactée et Andromède entrent en collision, ce qui pourrait arriver "un poil avant" que le soleil ne se finalise en géante rouge. Le raz de marée gravitationnel qui devrait s'en suivre serait de nature à rompre l'équilibre actuel des planètes et à les propulser vers le soleil agonisant.
Tout ceci bien sûr à consommer avec modération et à comparer aux autres réponses à venir.
Cdt.

[Andrei2010]

Soit, rien de tout ça si la Voie lactée et Andromède entrent en collision, ce qui pourrait arriver "un poil avant" que le soleil ne se finalise en géante rouge. Le raz de marée gravitationnel qui devrait s'en suivre serait de nature à rompre l'équilibre actuel des planètes et à les propulser vers le soleil agonisant.
Tout ceci bien sûr à consommer avec modération et à comparer aux autres réponses à venir.

Voir même à ne pas consommer du tout...
Les distances entre étoiles d'une même galaxie se mesurent le plus souvent en années-lumière. Avec d'étoiles aussi clairsemées, la collision entre la Voie Lactée et Andromède ne devrait pas engendrer des cataclysme à tout bout de champ.

[Gilgamesh]

Bonjour,
De ce que j'ai retenu, il existe plusieurs scénarios.
Soit effectivement le soleil devenu une géante rouge "conventionnelle", absorbe Mercure et Vénus et vitrifie la surface de notre planète.

Oui

Soit cette géante rouge devenant dans un dernier spasme "bi-combustible" (fusion de l'hélium + de l'hydrogène restant), atomise les couches internes de la terre.

Non. Il n'y a aucun scénario dans lequel tout l'hydrogène de l'enveloppe combuste. Par contre une géante rouge de la masse du Soleil passe forcément par un stade de combustion de l'hélium (en conditions dégénérée au départ, ce qu'on appelle le flash de l'hélium), suite à quoi on obtient une structure avec un coeur d'hélium en combustion calme (levée de la dégénérescence) surmonté par une coquille d'hydrogène en combustion.

Soit, rien de tout ça si la Voie lactée et Andromède entrent en collision, ce qui pourrait arriver "un poil avant" que le soleil ne se finalise en géante rouge. Le raz de marée gravitationnel qui devrait s'en suivre serait de nature à rompre l'équilibre actuel des planètes et à les propulser vers le soleil agonisant.
Tout ceci bien sûr à consommer avec modération et à comparer aux autres réponses à venir.

Absolument pas. La fusion avec Andromède n'aura aucun effet sensible sur le système solaire. Les étoiles dans une Galaxie sont séparées de près de 10 millions de fois leur diamètre. Ramenée sur une surface, c'est un peu comme si sur la surface de la Terre il n'y avait que 2 personnes, en terme de densité. En admettant que la région où se trouve le Soleil connaisse un doublement de la densité (ce qui n'est absolument pas certain et pas du tout calculable), on passerait à 4 personnes. Pas vraiment la foule, encore.

[A voir en vidéo sur Futura]

[cadmus]

Merci de vos réponses,
vous me permettrez une autre question bête avant de reprendre le fil de la discussion, mais vous m'y faites penser en parlant d'Andromède: on entend toujours comme postulat essentiel en astrophysique que les galaxies s'éloignent les unes des autres, alors pourquoi celle d'Andromède nous fonce dessus ? (j'entends déjà les spécialistes souffler devant tant d'inculture !...)

[gammler]

Question de proximité: la voie lactée et Andromède font partie d'un groupe de galaxies appelé "groupe local". Elle sont donc encore liées gravitationnellement. Ce sont les galaxies plus éloignées les unes des autres qui sont sensibles à l'expansion de l'univers.

[cadmus]

D'accord, impec merci !
Quant à ma question première, je crois avoir compris mon erreur. Je pensais en effet qu'à la mort d'une étoile, celle-ci perdait de sa masse en devenant une naine et ainsi n'était peut-être plus suffisamment massive pour continuer son attraction gravitationnelle.... C'est pour cela que je me demandais si les planètes n'étaient pas "relâchées" dans le cosmos. Mais apparemment je me trompais, car même si elles sont plus petites en volumes, les étoiles mortes sont tout autant massives, donc les planètes continuent de tourner autour.
Vous me direz si j'ai bien saisi...

[Gilgamesh]

D'accord, impec merci !
Quant à ma question première, je crois avoir compris mon erreur. Je pensais en effet qu'à la mort d'une étoile, celle-ci perdait de sa masse en devenant une naine et ainsi n'était peut-être plus suffisamment massive pour continuer son attraction gravitationnelle....
C'est pour cela que je me demandais si les planètes n'étaient pas "relâchées" dans le cosmos. Mais apparemment je me trompais, car même si elles sont plus petites en volumes, les étoiles mortes sont tout autant massives, donc les planètes continuent de tourner autour.
Vous me direz si j'ai bien saisi...

Il y a bien une forte perte de masse prévisible au stade géante rouge, surtout vers la fin (pulse thermique) et ça peut concerner quelque chose comme 20% de la masse de l'étoile en quelque dizaines de millions d'années, ce qui est considérable. Et c'est une raison pour laquelle la Terre pourrait échapper à l'engloutissement : si l'étoile est moins massive, les orbites s'agrandissent et là, même au stade maximal de l'extension de l'enveloppe, celle ci n'atteint pas l'orbite de la Terre. Par contre le flux thermique est tel, à certains stades de la géante rouge, que la surface de la Terre atteint la température de fusion des roches (l'eau et l'atmosphère ayant dégazés depuis bien longtemps).

Et ensuite l'étoile se rapetisse sous forme d'un naine blanche, qui ne fait que refroidir a partir d'un flux de départ très élevé et très riche en UV.

[zagreb887]

Dans le cas d'une supernova résultant de la mort d'une étoile massive, si celle-ci est entourée de planètes, a t'on un scénario permettant d'expliquer leur survie ou leu reformation?
Car il me semble que les premières exoplanètes découvertes en 1992 l'ont été autour d'un pulsar, ce qui liasse penser qu'elle aurait pu survivre à cet évenement cataclysmique.

[Calvert]

Salut !

Les étoiles qui produisent des supernovae ont une masse >~ 8 masses solaires. On ne s'attend pas à ce que des planètes puissent se former autour de telles étoiles pour au moins 2 raisons :
- elles ont un énorme rayonnement "dur" (dans les UV), qui évapore le potentiel disque protoplanétaire très rapidement.
- elles ont une durée de vie <~ 30 Ma, trop court pour former des planètes (au moins comme on le comprend) même si le disque pouvait survivre suffisamment longtemps.

A ma connaissance, l'origine des planètes autour de ce pulsar n'est pas connue, mais une formation post-explosion est privilégiée.

[zagreb887]

Merci pour ces explications Calvert!

Alors si ces étoiles ne peuvent avoir de planètes en orbite, imaginons un système binaire serré avec une naine blanche accrètant la matière de son étoile compagne jusqu'à atteindre la limite de Chandrasekhar, et un cortège planétaire en orbite. Les planètes seraient elles forcément désintégrées?

[Calvert]

Désintégrées, je ne sais pas, et ça dépend certainement de plein de choses (distance, etc...). Mais dans le cas d'une supernova de type Ia, l'étoile est complètement détruite par l'explosion. Du coup, les éventuelles planètes survivantes se retrouveraient larguées dans l'espace, je présume.

[Gilgamesh]

Désintégrées, je ne sais pas, et ça dépend certainement de plein de choses (distance, etc...). Mais dans le cas d'une supernova de type Ia, l'étoile est complètement détruite par l'explosion. Du coup, les éventuelles planètes survivantes se retrouveraient larguées dans l'espace, je présume.

Après un bref calcul à l'arrache (facile à refaire), je crois me souvenir que c'était capable de décaper l'équivalent d'un océan à 1 UA, autrement dit pas grand chose, donc que probablement on pourrait rechercher les planètes libérées du système autours d'un rémanent de SN (I ou II). Enfin, quand on aura les moyens

[zagreb887]

Ca doit être assez spectaculaire en tout cas!

[cadmus]

Pour finir la question que j'avais lancée, je viens de trouver une réponse au hasard de mes lectures à savoir s'il pouvait exister des planètes se promenant seules dans l'espace. On les appelle des "planètes errantes" ou "nomades" dont voici un lien du site http://www.futura-sciences.com/magaz...-lactee-37061/
Merci à ce très bon site !!

[Gilgamesh]

On peut estimer qu'il y a probablement autant de planemos libres que de planètes. Une étude de la dynamique de formation et de maturation des systèmes planétaires indique qu'il se forme probablement plus de planètes que le système n'est capable d'en conserver dynamiquement (au moins au niveau des grosses planètes de plus de 10-15 masses terrestres). Les transferts de moments orbitaux entre planètes via le jeu des résonances orbitales aboutit à des nombreuses éjections et un système avec 4 à 5 gros corps semble "plein comme un oeuf" dynamiquement parlant.

Le reste est éjecté et vogue dans le noir d'encre des espaces infinis...

[cadmus]

Merci pour ces précisions, les galaxies sont donc loin d'être vides avec toutes ces planètes baladeuses !

[Gilgamesh]

Merci pour ces précisions, les galaxies sont donc loin d'être vides avec toutes ces planètes baladeuses !

Pour avoir un ordre de grandeur : si la galaxie faisait 100 m de diamètre pour 3 m d'épaisseur, la masse des 200 milliards d'étoiles rassemblées, à la densité de l'eau, représenteraient une gouttelette du volume d'une bactérie environ. Et toutes les planètes (libres ou liées) représenterait maximum un millième de ce total...

[Bluedeep]

Une étude de la dynamique de formation et de maturation des systèmes planétaires indique qu'il se forme probablement plus de planètes que le système n'est capable d'en conserver dynamiquement (au moins au niveau des grosses planètes de plus de 10-15 masses terrestres). Les transferts de moments orbitaux entre planètes via le jeu des résonances orbitales aboutit à des nombreuses éjections et un système avec 4 à 5 gros corps semble "plein comme un oeuf" dynamiquement parlant.

Intéressant, j'avais tendance à penser instinctivement que c'était des cas presque exceptionnels; comme quoi ....

As tu des liens sur des articles sur le sujet ?

[Gilgamesh]

Par exemple celui ci :

http://mnras.oxfordjournals.org/cont...1/221.abstract

[Milkman21]

Salut,

Question de proximité: la voie lactée et Andromède font partie d'un groupe de galaxies appelé "groupe local". Elle sont donc encore liées gravitationnellement. Ce sont les galaxies plus éloignées les unes des autres qui sont sensibles à l'expansion de l'univers.

Pas mal d'amas de galaxies dont le notre semblent aller en direction du grand attracteur quand même.. mais où est la limite... ?

[Gilgamesh]

Salut,


Pas mal d'amas de galaxies dont le notre semblent aller en direction du grand attracteur quand même.. mais où est la limite... ?

Imaginons une particule test à la distance R d'une masse M. La vitesse de chute libre est :



Le flot de Hubble est :



Le flot de Hubble devient supérieur à la vitesse de chute libre dès lors que :



Cela sépare l'univers en deux parties du point de vue de la masse centrale : tout ce qui est en deçà de R se rapproche de plus en plus, tout ce qui est au delà s'éloigne de plus en plus.



Allons plus loin. Imaginons que la masse soit répartie dans le volume (V=4piR3/3) sous la forme d'un gaz homogène de densité rho



la flot de Hubble égale et dépasse v pour


On retrouve par un raisonnement purement classique l'expression de la densité critique de l'Univers

[Milkman21]

Imaginons une particule test à la distance R d'une masse M. La vitesse de chute libre est :



Le flot de Hubble est :



Le flot de Hubble devient supérieur à la vitesse de chute libre dès lors que :



Cela sépare l'univers en deux parties du point de vue de la masse centrale : tout ce qui est en deçà de R se rapproche de plus en plus, tout ce qui est au delà s'éloigne de plus en plus.



Allons plus loin. Imaginons que la masse soit répartie dans le volume (V=4piR3/3) sous la forme d'un gaz homogène de densité rho



la flot de Hubble égale et dépasse v pour


On retrouve par un raisonnement purement classique l'expression de la densité critique de l'Univers

Merci Gilgamesh ! J'ai du mal à me représenter la distance R qu'il y a du coup entre le grand attracteur (super amas) et les galaxies qui s'éloignent avec tes calculs mais ça m'éclaire un peu ^^ !

Cependant, je croyais que l'interaction gravitationnelle avait une portée infinie.. ?

[Gilgamesh]

Merci Gilgamesh ! J'ai du mal à me représenter la distance R qu'il y a du coup entre le grand attracteur (super amas) et les galaxies qui s'éloignent avec tes calculs mais ça m'éclaire un peu ^^ !

Cependant, je croyais que l'interaction gravitationnelle avait une portée infinie.. ?

R c'est juste la variable de distance que l'on calcule pour savoir à partir de quelle valeur le flux de Hubble l'emporte sur la gravité.

je reprend les étapes du raisonnement :

1 la portée de la force de gravité est infinie, oui
2 mais elle s'affaiblie avec la distance R et la vitesse de chute libre vers une masse diminue comme R^-1/2
3 a partir d'une certaine distance, cette vitesse de chute libre devient inférieur à celle du flux de Hubble, qui elle par contre s’accroît linéairement avec R.

Donc en dessous d'une valeur R l'objet se rapproche, et au delà il s'éloigne

[Milkman21]

R c'est juste la variable de distance que l'on calcule pour savoir à partir de quelle valeur le flux de Hubble l'emporte sur la gravité.

je reprend les étapes du raisonnement :

1 la portée de la force de gravité est infinie, oui
2 mais elle s'affaiblie avec la distance R et la vitesse de chute libre vers une masse diminue comme R^-1/2
3 a partir d'une certaine distance, cette vitesse de chute libre devient inférieur à celle du flux de Hubble, qui elle par contre s’accroît linéairement avec R.

Donc en dessous d'une valeur R l'objet se rapproche, et au delà il s'éloigne

Ok !! Merci beaucoup !!