Le Soleil convertit en lumière plus de 4 millions de tonnes de matière chaque seconde. La fiche technique de la NASA indique un taux de conversion de masse de 4 260 × 10^6 kg/s, soit 4,26 milliards de kilogrammes. La chaleur qui réchauffe encore les après-midi d’octobre en est le produit direct, après un trajet d’environ 8 minutes depuis un astre situé à 149,6 millions de km en moyenne.

Et pourtant, le Soleil n’a pas encore perdu un millième de sa masse.

Un débit qui donne le vertige

À l’échelle d’une minute, cela fait environ 256 millions de tonnes. En une heure, on atteint 15 milliards de tonnes, et en une journée, quelque 368 milliards. Sur une année, la perte dépasse 134 000 milliards de tonnes. Pendant les 5 minutes qu’il faut pour lire cet article, environ 1,3 milliard de tonnes seront parties en lumière.

Cette matière ne disparaît pas, elle change de forme : d’après E = mc², chaque kilogramme converti libère environ 9 × 10^16 joules. Divisée par le carré de la vitesse de la lumière, la luminosité de 382,8 × 10^24 W redonne bien 4,26 × 10^9 kg/s, en accord avec la fiche de la NASA. Chaque mètre carré de la surface solaire rayonne, lui, environ 63 mégawatts d’après la même fiche.

La Terre, elle, n’en reçoit qu’une infime part. Avec une constante solaire de 1 367,6 W/m² et un rayon terrestre de 6 371 km, elle intercepte environ 1,7 × 10^17 W. C’est 0,46 milliardième de la luminosité totale. Convertie en masse, cette lumière représente à peine 2 kg de matière solaire par seconde pour la planète entière.

À ce régime, la masse de la Terre (5,97 × 10^24 kg) serait épuisée en 44 millions d’années environ. Sur 4,6 milliards d’années, soit environ 1,45 × 10^17 secondes, le total grimpe à quelque 6,2 × 10^26 kg, une centaine de fois la masse de notre planète.

Le calcul qui remet les chiffres à leur place

Reste à mettre cette perte en face de ce que pèse l’astre. La NASA lui attribue 1 988 400 × 10^24 kg. C’est environ 332 900 fois la masse de la Terre.

Le calcul se refait à la calculatrice : 4,26 × 10^9 kg/s, multipliés par 4,6 × 10^9 années et par 3,156 × 10^7 secondes dans une année, puis divisés par 1,9884 × 10^30 kg. Résultat : 0,031 %, soit environ 1 part sur 3 200. Le Soleil garde donc plus de 99,9 % de sa masse d’origine. Chaque seconde, la fraction qui s’envole ne pèse que 2,1 × 10^-21 de l’ensemble.

Ramené à un adulte de 80 kg : 25 grammes en 4,6 milliards d’années.

Ce pourcentage est un majorant : calculé à la luminosité actuelle, alors que le jeune Soleil brillait moins, il surestime la perte réelle. Le calcul ignore aussi le vent solaire, ce flux de particules expulsé par l’astre, mais l’ajouter ne ferait pas dépasser 0,05 %.

Reste la précision des données. Une ancienne version de la fiche NASA affichait 4300 × 10^6 kg/s, contre 4 260 aujourd’hui, et le résultat arrondi reste 0,031 %. La base Horizons du JPL, autre service de la NASA, donne pour sa part 4,260 × 10^9 kg/s. Même en doublant le taux de perte, on resterait à 0,062 %, sous le millième.

Un millième de la masse solaire, c’est 0,1 %, soit environ 333 masses terrestres, face à un débit de 4,26 millions de tonnes par seconde pour une masse de 1,99 × 10^27 tonnes. À ce rythme, il faudrait près de 15 milliards d’années pour atteindre ce seuil, plus de trois fois l’âge de l’astre.

Un astre à peine avant la moitié du parcours

Selon la NASA, le Soleil est une naine jaune de type G2 V, née il y a environ 4,6 milliards d’années. Les scientifiques estiment qu’il se trouve un peu avant la moitié de sa vie, avec encore 5 milliards d’années environ avant de devenir une naine blanche. Cette échéance dépasse déjà la durée écoulée depuis sa naissance.

Sur 80 ans, la durée d’une vie humaine, le Soleil convertit environ 1,1 × 10^19 kg, soit 1,8 millionième de la masse de la Terre. Depuis sa naissance, il a accompli une vingtaine de tours de la Voie lactée, à raison d’un tour tous les 230 millions d’années environ. À chaque tour, il se délesterait d’environ 0,0016 % de sa masse au rythme actuel. Cela fait un peu plus de 3 × 10^25 kg, environ 5 fois la masse de la Terre.

Prolongeons le calcul sur les 5 milliards d’années restantes. À luminosité constante, hypothèse simplificatrice, la perte s’élèverait à 0,034 % de plus.

Cumul à 9,6 milliards d’années : environ 0,065 %, loin du millième.

La fin du Soleil ne viendra donc pas d’une masse qui s’évapore. Comme toutes les étoiles, il finira par manquer d’énergie, selon la NASA : il gonflera en géante rouge, au point d’engloutir Mercure et Vénus, et peut-être la Terre aussi.