
Notre Soleil peut apparaître comme une lueur infinie de gaz chaud, mais son destin est limité. Même si la mort éventuelle de l'étoile peut sembler sombre pour la vie sur Terre, la science a découvert un final à couper le souffle :le Soleil se transformera en un cristal colossal.
L’énergie du Soleil provient de la fusion nucléaire. En son noyau, la gravité rapproche les atomes d’hydrogène, les transformant en hélium et libérant de grandes quantités d’énergie. Cette fusion maintient le noyau stable à environ 15 millions de Kelvin et fournit la lumière et la chaleur nécessaires à la vie sur Terre. Cette phase de combustion de l’hydrogène, appelée séquence principale, représente environ 90 % de la durée de vie du Soleil, soit 10 milliards d’années. Nous sommes actuellement à environ 4,5 milliards d'années dans cette période, soit à peu près la moitié de sa vie.
Lorsque l’hydrogène du noyau s’épuise, le Soleil ne peut plus supporter la pression extérieure qui équilibre la gravité. Le noyau s’effondre, sa température décuple et le noyau du Soleil commence à faire fondre l’hélium. Ce « flash d’hélium » devrait se produire dans environ 5 milliards d’années, produisant du carbone et de l’oxygène et rétablissant temporairement l’équilibre. La fusion ultérieure d'éléments plus lourds gonflera le Soleil en une géante rouge, engloutissant éventuellement la Terre, et il perdra ses couches externes pour former une magnifique nébuleuse planétaire.
Ce qui reste est un noyau dense et chaud – une naine blanche – qui brillera pendant des milliards d’années avant de se refroidir et de disparaître. Des observations récentes de la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne ont révélé un surprenant secret caché dans ces braises stellaires.
Une fois formée, une naine blanche rayonne la chaleur emmagasinée dans son noyau. Au fil du temps, il se refroidit à un point tel que le carbone et l’oxygène qu’il contient subissent une transition de phase, un peu comme l’eau gèle, mais sous des températures et des pressions bien plus extrêmes. Le résultat est un cristal géant :un réseau sphérique de noyaux d'oxygène entouré d'un manteau riche en carbone.
Selon le chercheur principal Pier‑Emmanuel Tremblay de l’Université de Warwick, toutes les naines blanches finissent par se cristalliser, les plus massives le faisant plus tôt. Il estime que le Soleil deviendra une naine blanche comme du cristal dans environ 10 milliards d'années.
L’équipe de Tremblay a analysé les données Gaia de 15 000 naines blanches dans un rayon de 300 années-lumière. Ils ont identifié un « empilement » d’étoiles avec des couleurs et des luminosités spécifiques, signatures du processus de cristallisation. Cette transition ralentit temporairement le refroidissement, prolongeant ainsi la durée de vie de certaines naines blanches jusqu'à 2 milliards d'années. L'étude fournit la première preuve directe de la cristallisation stellaire, confirmant une prédiction faite il y a un demi-siècle.
Les naines blanches cristallisées ne sont pas de simples curiosités astronomiques; leur structure ordonnée quantique – un noyau métallique d’oxygène avec une coque riche en carbone – crée des conditions qui ne peuvent être reproduites dans aucun laboratoire sur Terre. Chaque cristal s'ajoute à la collection croissante de restes semblables à des diamants de la galaxie.
Le Soleil évoluera vers une naine blanche dans environ 10 milliards d'années, une fois qu'il aura épuisé l'hydrogène de son noyau.