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Evolutions du soleil et habitabilité



  1. #1
    ventilopomme

    Evolutions du soleil et habitabilité


    ------

    Une fois que le soleil sera une géante rouge , quelle sera la nouvelle zone d'habitabilité (surtout les planetes ).
    Et une fois arrivé à ce stade il mettra combien de temps pour passer a la phase suivante .
    Sur les planetes nouvellement habitables , est ce que cela sera sain de vivre avec une geante rouge ?

    -----
    exclu à jamais du présent

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  3. #2
    Geb

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Bonjour ventilopomme,

    La luminosité solaire augmente continuellement. Par exemple, le rayon du Soleil aurait augmenté de 10% et sa luminosité de 20% ces 680 dernières millions d’années.

    Ce qui veut dire que la luminosité solaire augmente d’environ 3% tous les 100 millions d’années.

    Cela fait dire à certains que sur Terre, la température d’équilibre thermodynamique en surface sera supérieure au point d’ébullition de l’eau d’ici 2 milliards d’années seulement, et que la photosynthèse sera peut-être devenue impossible d’ici 500 millions d’années (donc plus de vie aérobie).

    Pour le reste, je ne parviens pas à retrouver de valeur approchée pour la luminosité solaire théorique au stade géante rouge, donc je suis incapable de t'en dire plus, si ce n'est la formule de la température d'équilibre (-18°C pour la Terre, 16°C grâce ou gaz à à effet de serre) :



    avec :

    = température d'équilibre à la surface de la planète
    = albédo de la planète
    = température de surface de la photosphère stellaire
    = rayon stellaire
    = distance moyenne entre les centres de masse de l'étoile et de la planète
    = rayon moyen de la planète

    Cordialement

  4. #3
    ventilopomme

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    forcément en geante rouge la zone d'habitabilité va s'éloigner encore plus
    c'est ce qui m'interesse la Terre aura déja disparu à ce stade
    exclu à jamais du présent

  5. #4
    Zolivv

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    La vie aura disparu au stade géante rouge (sauf si l'espèce humaine arrive à survivre et faire des prouesses incroyables, comme bouger la Terre de son orbite, ou aller sur d'autres planètes, ou secouer le soleil pour que de l'hydrogène vienne dans la coeur relancer la machine, des trucs de science fiction, mais bon, en plusieurs centaines de millions d'années, allez savoir...).
    Et question sur le même sujet : en combien de temps se fait le passage en géante rouge a priori ?

  6. #5
    Carcharodon

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Citation Envoyé par ventilopomme Voir le message
    Une fois que le soleil sera une géante rouge , quelle sera la nouvelle zone d'habitabilité (surtout les planetes ).
    Et une fois arrivé à ce stade il mettra combien de temps pour passer a la phase suivante .
    Sur les planetes nouvellement habitables , est ce que cela sera sain de vivre avec une geante rouge ?
    Le problème c'est que ces planètes seront alors "mortes" et ne pourront plus générer la vie dans une éventuelle nouvelle zone d'habitabilité ainsi formée.
    Il ne serait donc envisageable qu'un phénomène de panspermie préalable (donc de la vie terrestre vers ces nouvelles zones), pour conquérir ces nouveaux espaces habitables.

    Ce qui revient a dire : même si le gonflement du soleil créé de nouvelles zones habitables (pour vie carbonée de type terrestre s'entend, le seul exemple concret qu'on connaisse) dans le système solaire, seule une migration pourra occuper ces nouvelles niches, en aucun cas une création locale et spontanée de la vie.

    M'enfin y a le temps quand même... plus de temps que ce que la vie a déjà eu.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    ventilopomme

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    merci mais quand j'ai posé ma question je ne pensais pas a l'homme ; je me posais la question que sur les nouvelles planetes compatible est ce que le fait que le soleil soit en geante rouge rendraient plus dures les conditions de vie
    les rayonnements solaires seraient ils plus intenses .
    Merci quand meme pour vos réponses tres instructives
    exclu à jamais du présent

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  10. #7
    Geb

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    J'ai flâné un peu sur le net pour trouver plus d'infos et 2 idées ressortent assez fréquemment :

    - le rayon du Soleil serait multiplié par 100,
    - la luminosité serait d'environ 1000 fois sa valeur actuelle.

    Bien sûr, il est impossible d'obtenir des valeurs précises. Il ne s'agit donc que d'ordres de grandeur.

    Avec ces nouvelles données, il me semble que la limite inférieure de la zone habitable, à la louche, équivaudrait à l'orbite actuelle de Jupiter, avec à la clé, la fonte des calottes glaciaires des satellites Europe et Ganymède.

    Concernant les rayonnements, il y aurait sans doute l'éjection d'une quantité plus importante de matière au niveau des couches supérieures, ce qui se traduirait par un vent solaire (beaucoup) plus important.

    Cordialement

  11. #8
    Zolivv

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Citation Envoyé par Zolivv Voir le message
    Et question sur le même sujet : en combien de temps se fait le passage en géante rouge a priori ?
    J'ai trouvé la réponse à ma question : http://fr.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9quence_principale

    [Temps de vie - Géante Rouge]
    "le Soleil ne devrait rester que 130 millions d'années à ce stade, à comparer aux 12 milliards passés à fusionner l'hydrogène."

  12. #9
    Zolivv

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Du coup en regardant pleins d'autres pages, j'ai l'impression que c'est bien confus cette histoire de rayon de géante rouge. Souvent j'entends que le rayon du soleil sera 100 fois celui de maintenant lors de sa phase géante rouge, ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9ante_rouge ça dit que ça sera 200 fois. Et quand on voit des exemples, par exemple Aldébaran : http://fr.wikipedia.org/wiki/Alpha_Tauri c'est 1,7 fois la masse du soleil, pour un rayon seulement 44 fois supérieur, Arcturus (http://fr.wikipedia.org/wiki/Alpha_Bootis) c'est une masse supérieure à celle du soleil, mais un rayon seulement 24 fois supérieur.
    Qu'est-ce qui fait que le Soleil en particulier sera 100 fois plus grand à cette phase ? Ou alors ça gonfle en continu sur 130 millions d'années ?

  13. #10
    ventilopomme

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    amha peut etre que 100 fois est un resultat de calcul , alors que les deux exemples que tu sites sont deja des geantes rouges donc plus aisé de determiner le coefficient d'augmentation du rayon.
    exclu à jamais du présent

  14. #11
    Valkyrie

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Citation Envoyé par ventilopomme Voir le message
    Une fois que le soleil sera une géante rouge , quelle sera la nouvelle zone d'habitabilité (surtout les planetes ).
    Et une fois arrivé à ce stade il mettra combien de temps pour passer a la phase suivante .
    Sur les planetes nouvellement habitables , est ce que cela sera sain de vivre avec une geante rouge ?
    Lorsque le soleil atteindra le stade de GR (Géante Rouge) la zone d'habitabilité devrait se trouver au niveau des satellites joviens voire saturniens. Cependant cela n'en fait pas des astres habitables au sens terrestre du terme (spécialement dans le cas de Jupiter à cause de sa puissante ceinture de Van Allen qui n'épargne que Callisto).
    Il faut aussi noter que lorsque le soleil enflera l'attraction gravitationnelle diminuera. Il y a donc un risque de migration des planètes vers l'extérieur du système, ce qui pourrait les amener en dehors de la nouvelle zone habitable (à vérifier cependant).
    De plus à mon sens habiter sur des astres du système solaire avec un soleil en phase GR n'a pas grand intérêt quand on sait ce qui arrive relativement peu de temps après : l'éjection des couches externes de l'étoile lors de la phase dite de Nébuleuse Planétaire. Il y a fort à parier que le système solaire sera alors littéralement stérilisé par les vents de matière.
    Après est-il possible que les planètes survivent à cela et qu'il en reste d'encore habitables autour du soleil transformé en Naine Blanche, ça je ne peux le dire.
    La Terre est le berceau de l'humanité. Il est temps d'en sortir

  15. #12
    Gilgamesh

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    La luminosité de la géante rouge solaire devrait connaitre de nombreuses variations, avec des pics dépassant 3000 luminosités solaires.

    Voir ici.

    Conditions actuelles modélisées : Y=0.274, Z=0.01954 (Y teneur en He4, Z métallicité)
    t0 = aujourd'hui. L(t) : luminosité au temps t. Lo : luminosité solaire (4.1026W). Ro : rayon solaire (700 000 km). Mo : masse solaire (2.1030 kg).
    Code:
    L(t0 - 4,5 Ga) = 0,7 Lo (luminosité initiale). 
    L(t0)          = 1   Lo (par définition)
    L(t0 + 1,1 Ga) = 1,1 Lo (moist greenhouse = effet de serre humide)
    L(t0 + 3,5 Ga) = 1,4 Lo (runaway greenhouse = emballement de l'effet de serre -> Vénus)
    L(t0 + 6,5 Ga) = 2,2 Lo
    Les seuils 1,1 et 1,4 Lo sont issus des modèle de (Kastling,1988) sur des atmosphères sans nuages. La présence effective de nuages pourrait modifier ces seuils.

    Après 11 Ga sur la séquence principale, le Soleil se refroidit en surface à rayon croissant en 0,7 Ga. L'ascension sur la branche des géantes rouges (red giant branch - RGB), durant 0,6 Ga, aboutie à une luminosité finale de 2300 Lo et 170 Ro (engloutissement de Mercure).

    Le Soleil atteint ensuite la branche horizontale (après le flash de l'hélium) où il brule son hélium calmement pendant 0,1 Ga, puis la branche asymptotique (asymptotic giant branch AGB) durant environ 20 Ma. Asymptotique parce que le trajet de l'étoile sur la diagramme couleur-luminosité est très proche du trajet RGB. La stade AGB donne lieu à 4 pulsations thermiques, avec pour chacune de spectaculaires amplifications du rayon et de la luminosité.
    Au premier, le rayon solaire atteint son maximum : 213 Rs, soit 0,99 UA. La Terre en principe y échappe car entre temps les vents solaires ont pris une ampleur extraordinaire et réduit la masse de la géante rouge à 0,591 Mo. Les lois de Kepler font que l'orbite de Vénus est portée à 1,22 UA et celle de la Terre à 1,69 UA. Les deux planètes échappent donc à l'engloutissement.
    A la quatrième pulsation thermique, c'est à la luminosité d'atteindre son maximum : 5200 Lo.
    Puis l'étoile se contracte pour rejoindre en environ 100 ka le stade de "nébuleuse planétaire" où elle stationne ~10 ka pour finir en naine blanche de 0,541 Mo. L'orbite de Vénus se stabilise à 1,34 UA et celle de la Terre à 1,85 UA. Les pertes de masses par la géante rouge sont difficilement modélisables, et ces chiffres doivent être pris avec prudence. Si les pertes de masse se révèlent insuffisantes, Vénus voir la Terre seront englouties.


    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 26/04/2011 à 16h39.
    Parcours Etranges

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  17. #13
    Andrei2010

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Citation Envoyé par Valkyrie Voir le message
    Après est-il possible que les planètes survivent à cela et qu'il en reste d'encore habitables autour du soleil transformé en Naine Blanche, ça je ne peux le dire.
    Des planètes pourraient survivre, sous forme de grumeaux carbonisés...

    Pour l'habitabilité autour d'une naine blanche, difficile à dire. Tout dépend de ce qu'il s'est passé lors de l'éjection des couches supérieures de l'étoile. Normalement, les planètes ont été complètement stérilisées par le vent stellaire et/ou envoyées aux confins du système par la diminution de la gravitation. Dans ces conditions, l’émergence de la vie serait impossible à la surface des planètes : plus d'atmosphère, surface cautérisée, températures très basses dues à l'éloignement de l'étoile.

    Sachant que la durée de vie d'une naine blanche est extrêmement longue, on peut toujours imaginer des collisions de systèmes solaires apportant de nouvelles planètes, habitables, dans le système de la naine blanche. Cette probabilité est, à mon avis, infime.

    Quelques infos sur la durée de vie des naines blanches (attention, ça donne le vertige) : http://fr.wikipedia.org/wiki/Naine_blanche

  18. #14
    ventilopomme

    Re : Evolutions du soleil et habitabilité

    Merci beaucoup à tous pour vos réponses cela me permets de voir les choses beaucoup plus claires .
    exclu à jamais du présent

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