Formation et évolution du système solaire - Définition

Interactions galactiques

Position du système solaire dans la Voie lactée.

Le système solaire voyage autour de la Voie lactée, selon une orbite circulaire, à approximativement 30 000 années-lumières du centre galactique. Il lui faut au moins 220, voire 250, millions d'années pour effectuer une révolution complète, à la vitesse de 220 km/s. À ce rythme, depuis sa formation, le système a déjà réalisé au moins 20 révolutions.

Certains scientifiques ont suggéré que le cheminement du système solaire à travers la galaxie est l'un des facteurs expliquant les extinctions massives périodiques observées sur Terre au travers des enregistrements fossiles. Lors de ses orbites, le Soleil connaît de légères oscillations verticales qui l'amène à traverser régulièrement le plan galactique. Lorsqu'il est à l'extérieur du plan galactique, l'influence des marées galactiques est au plus faible. Lorsqu'il entre dans le disque galactique, ce qui a lieu tous les 20 à 25 millions d'années, il revient sous l'influence bien plus importante du disque galactique qui, selon certains modèles mathématiques, accroît le flux des comètes provenant du nuage d'Oort. Ce flux, alors 4 fois plus important, conduit à une augmentation massive de la probabilité d'un impact dévastateur.

Toutefois, d'autres scientifiques constatent que le Soleil est actuellement proche du plan galactique, et que pourtant le dernier événement de grande extinction remonte à 15 millions d'années. Par conséquent, la position verticale du Soleil ne saurait, à elle seule, expliquer ces extinctions périodiques. Ils retiennent alors plutôt comme déclencheur le fait que le Soleil traverse périodiquement les bras spiraux de la galaxie. Les bras spiraux dessellent non seulement d'un plus grand nombre de nuages moléculaires, mais aussi une plus grande concentration de géantes bleues brillantes. Alors que la gravité des nuages peut interagir et perturber le nuage d'Oort, les géantes bleues, qui ont une plus courte durée de vie, explosent violemment en supernovae.

Collision galactique et perturbation planétaire

La fusion de la Voie Lactée et d'Andromède engendra un trou noir super-massif qui modifiera le milieu interstellaire où le système solaire évoluera.

Bien que la grande majorité des galaxies de l'univers observable s'éloignent rapidement de la Voie Lactée, la galaxie d'Andromède, le plus grand membre du Groupe local, se dirige vers nous à la vitesse de 120 km/s. Dans 2 milliards d'années, Andromède et la Voie Lactée devraient entrer en collision, les amenant toutes les deux à se déformer, leurs bras extérieurs distordus par les forces de marées dans de vastes traines de marées. Si cette perturbation initiale a lieu, les astronomes établissent à 12 % les chances que le système solaire soit tiré à l'extérieur, dans la traine de marée de la Voie lactée et à 3 % les chances qu'il devienne gravitationnellement lié à Andromède et donc partie intégrante de cette galaxie. Après une nouvelle série de secousses gravitationnelles, au cours de laquelle la probabilité d'éjection du système solaire passe à 30 %, un trou noir supermassif émergera. Finalement, en environ 7 milliards d'années, la Voie Lactée et Andromède termineront leur fusion en une gigantesque galaxie elliptique. Au cours de la fusion, la gravité accrue va forcer le gaz (s'il est en quantité suffisante) à se concentrer au centre de la galaxie elliptique en formation. Cela devrait conduire à une période d'intense formation d'étoiles appelée une galaxie à sursaut de formation d'étoiles. En outre, le gaz, en s'engouffrant dans le trou noir nouvellement formé, va le nourrir, le transformant en une galaxie active. La violence de ces interactions poussera probablement le système solaire dans le halo externe de la nouvelle galaxie, le laissant relativement épargné par les rayonnements provenant de ces collisions.

Il serait faux de croire que cette collision peut perturber les orbites des planètes au sein du système solaire. S'il est vrai que la gravité des étoiles de passage peut détacher des planètes dans l'espace interstellaire, les distances entre les étoiles sont si grandes que la probabilité que la collision de la Voie Lactée et d'Andromède cause des perturbations à un système d'étoiles donné est négligeable. Bien que le système solaire dans son ensemble puisse être affecté par ces évènements, le Soleil et les planètes ne devraient pas être dérangés.

Toutefois, au fil du temps, la probabilité cumulative d'une rencontre fortuite avec une étoile augmente, et la perturbation des planètes devient pratiquement inévitable. En supposant que le scénario du Big Crunch ou du Big Rip annonçant la fin de l'Univers ne se produise pas, les calculs indiquent que la gravité des étoiles de passage aura complètement dépouillé le Soleil mort de ses planètes restantes d'ici 1 million de milliards (10¹⁵) d'années. Ce point marque alors la fin du « système solaire ». Bien que le Soleil et les planètes puissent y survivre, le système solaire, tel que nous le concevons, cessera d'exister.