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Le jeune Soleil soufflait un vent plus faible

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En étudiant avec Hubble dans l'ultraviolet les astrosphères de certaines étoiles de type solaire, un groupe d'astrophysiciens a apporté une pièce de plus au débat concernant l'activité passée du Soleil. On peut maintenant penser que le vent solaire était plus faible pendant les premières centaines de millions d'années de l'histoire du Système solaire. Une telle éventualité a des implications pour l'exobiologie.

Dans le visible, on repère l'équivalent de l'héliosphère de notre Soleil autour de plusieurs étoiles proches, comme LL Orionis vue par Hubble en haut à gauche. Ce sont des astrosphères, des bulles magnétiques de vents stellaires séparant l'étoile et son environnement du milieu interstellaire. © Nasa, Esa, JPL-Caltech-GSFC, SWRI

Comprendre comment la vie a pu apparaître sur Terre, et peut-être sur Mars, nécessite de connaître à quel point le Soleil était actif pendant son premier milliard d'années. On sait qu'il était moins lumineux qu'aujourd'hui, ce qui conduit d'ailleurs au paradoxe du jeune Soleil faible. Mais une question restait notamment en suspens à ce sujet, celle de l'intensité du vent solaire à cette époque. Y répondre est important, car de cette intensité dépend la vitesse d'érosion de l'atmosphère de Mars, et donc la détermination de la durée pendant laquelle la vie pouvait exister et évoluer dans des conditions favorables à la surface de la Planète rouge.

C'est tout naturellement vers l'observation des jeunes étoiles de type solaire que se sont tournés les astrophysiciens et les exobiologistes pour essayer de connaître le passé du Soleil. Toutefois, la mesure de l'intensité des vents stellaires, constitués comme le vent solaire d'un plasma de protons et d'électrons essentiellement, est une gageure. Il existe tout de même une méthode, qui consiste à étudier les interactions de ces vents avec le milieu interstellaire. Ils conduisent en effet à la formation de l'analogue de l'héliosphère du Soleil : des astrosphères. Ces bulles de vents stellaires possèdent une signature caractéristique dans l'ultraviolet qui dépend de l'intensité du flux de plasma éjecté par les étoiles.

NGC 7635, également connue sous le nom de nébuleuse de la Bulle, est une nébuleuse d'environ dix années-lumière de diamètre située dans la constellation de Cassiopée. Elle contient clairement une astrosphère analogue à l'héliosphère du Soleil. © Russell Croman

Vent solaire et érosion des atmosphères

Un groupe de chercheurs a donc utilisé Hubble pour étudier l'astrosphère d'une étoile ressemblant beaucoup au Soleil, mais âgée de seulement 500 millions d'années. Dans leurs travaux publiés dans The Astrophysical Journal Letters, ils ont découvert que le vent stellaire de cette étoile n'avait que la moitié de l'intensité du vent solaire actuel. En revanche, pour d'autres étoiles de type solaire, mais âgées d'environ un milliard d'années, l'intensité des vents était bien supérieure (d'un facteur dix) à celle du Soleil. On peut donc penser que les étoiles de type solaire commencent leur vie avec des vents stellaires faibles qui croissent rapidement en intensité avant de devenir plus faibles à la moitié de leur vie.

Avant de tirer de telles conclusions, il faudrait sans doute disposer d'autres mesures concernant les jeunes étoiles similaires au Soleil. Néanmoins, on peut désormais penser que l'érosion de l'atmosphère de Mars (que va étudier Maven) a été moins rapide qu'on le croyait pendant le premier demi-milliard d'années de son existence. Si tel était bien le cas, il faudrait revoir à la hausse les chances d'y trouver les traces d'une vie passée.

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