Entre + 200 millions et + 9,2 milliards d'années : l’astration
L’Univers commence à se structurer. Il est passé du chaos primordial à une organisation complexe, comprenant d’immenses condensations de matière, au sein desquelles se forment les galaxies. Puis les galaxies elles-mêmes donnent naissance aux étoiles, parfois entourées de planètes.
Pour bien comprendre ce qui se passe, il faut ajouter un ingrédient supplémentaire à ce qui vient d’être décrit. Cet ingrédient, c’est la rotation. Tout tourne, dans l’Univers, en de vastes tourbillons. Qu advient-il d’un nuage de gaz qui s’effondre sur lui-même en tournant comme une toupie? Il ne se transforme pas en une simple boule compacte. Il commence par s’aplatir comme un disque, avec un renflement au centre dû à l’accumulation de matière plus forte qu’en périphérie.
Cette situation se retrouve à toutes les échelles possibles : à très grande échelle, ce sont les galaxies spirales, comme la nôtre, qui ont une forme de disque avec un « bulbe » au centre . A plus petite échelle, ce sont les disques protoplanétaires , embryons de «systèmes stellaires », dont le renflement central évolue pour devenir étoile, et dont le disque périphérique donne éventuellement naissance à des planètes.
Grâce aux observations récentes par satellite en rayons infrarouges, il est possible d’assister « en direct » à la naissance d’étoiles dans la Galaxie et de mieux comprendre comment tout cela se passe. Au cours du temps, le renflement central se contracte, devient sphérique et s’échauffe, jusqu’à ce que la température soit suffisante pour enclencher les premières réactions de fusion nucléaire. L’hydrogène se transforme en hélium, ce qui fournit de l’énergie et permet à l’étoile de rester stable. Par la suite, des centaines d’autres réactions nucléaires se poursuivent, qui conduisent à la transformation d’éléments chimiques légers en éléments de plus en plus lourds. Puis, lorsque l’étoile n’a plus de combustible nucléaire, elle disparaît, de manière différente suivant sa masse.
A la fin de leur existence, certaines étoiles explosent, ce qui est très spectaculaire. Les explosions d’étoiles se produisent en quelques heures. Elles sont alors traversées par des ondes de choc, qui élèvent la température locale à plusieurs milliards de degrés. Au passage des ondes, la matière stellaire est à nouveau transformée par des réactions nucléaires très rapides, dites « explosives ». Puis cette matière se dissipe dans l’espace interstellaire. Plus tard, d’autres étoiles se forment en utilisant les éléments fabriqués par les étoiles mortes. Ainsi se produit petit à petit l’enrichissement du monde en éléments lourds, indispensables à la vie.
Si nous pouvons exister sur la Terre actuellement, c’est parce que, grâce à toutes ces étoiles mortes, les éléments qui nous constituent avaient déjà été formés dans l’Univers avant la naissance du Soleil et de son cortège de planètes.
Vidéo : Entre + 200 millions et + 9,2 milliards d’années : l’astration
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