Deux astronomes pensent qu'ils ont mis le doigt sur l'ancienne collision stellaire qui a donné à notre système solaire sa cache d'or précieux et de platine - certains en tout cas.
Dans une nouvelle étude publiée le 1er mai dans la revue Nature, le duo a analysé les restes d'isotopes radioactifs, ou versions de molécules avec différents nombres de neutrons, dans une très vieille météorite. Ensuite, ils ont comparé ces valeurs aux rapports isotopiques produits par une simulation informatique de fusions d'étoiles à neutrons - des collisions stellaires cataclysmiques qui peuvent provoquer des ondulations dans le tissu de l'espace-temps.
Les chercheurs ont découvert qu'une seule collision d'étoiles à neutrons, commençant environ 100 millions d'années avant la formation de notre système solaire et située à 1000 années-lumière de là, pourrait avoir fourni à notre voisinage cosmique de nombreux éléments plus lourds que le fer, qui a 26 protons. Cela comprend environ 70% des atomes de curium de notre premier système solaire et 40% de ses atomes de plutonium, ainsi que plusieurs millions de livres de métaux précieux comme l'or et le platine. Au total, ce crash d'une seule étoile ancienne peut avoir donné à notre système solaire 0,3% de tous ses éléments lourds, ont découvert les chercheurs - et nous en transportons certains avec nous tous les jours.
Il a ajouté que si vous portez une alliance en or ou en platine, vous portez également un peu du passé cosmique explosif. "Environ 10 milligrammes se sont probablement formés il y a 4,6 milliards d'années", a déclaré Bartos.
Il y a de l'or dans ces étoiles
Comment une étoile fait-elle une alliance? Il faut une explosion cosmique épique (et quelques milliards d'années de patience).
Des éléments comme le plutonium, l'or, le platine et d'autres plus lourds que le fer sont créés dans un processus appelé capture rapide des neutrons (également appelé le processus r), dans lequel un noyau atomique se glisse rapidement sur un tas de neutrons libres avant que le noyau n'ait le temps de décroissance radioactive. Ce processus se produit uniquement à la suite des événements les plus extrêmes de l'univers - dans les explosions stellaires appelées supernovas ou étoiles à neutrons en collision - mais les scientifiques ne s'entendent pas sur lequel de ces deux phénomènes est principalement responsable de la production d'éléments lourds dans l'univers.
Dans leur nouvelle étude, Bartos et son collègue Szabolcs Marka (de la Columbia University à New York) plaident pour que les étoiles à neutrons soient la source prédominante d'éléments lourds dans le système solaire. Pour ce faire, ils ont comparé les éléments radioactifs conservés dans une ancienne météorite avec des simulations numériques de fusions d'étoiles à neutrons en différents points de l'espace-temps autour de la Voie lactée.
"Le météore contenait le reste d'isotopes radioactifs produits par des fusions d'étoiles à neutrons", a déclaré Bartos à Live Science dans un e-mail. "Bien qu'ils se soient désintégrés il y a longtemps, ils pourraient être utilisés pour reconstruire la quantité de l'isotope radioactif d'origine au moment de la formation du système solaire."
La météorite en question contenait des isotopes en décomposition des atomes de plutonium, d'uranium et de curium, que les auteurs d'une étude de 2016 dans la revue Science Advances ont utilisés pour estimer les quantités de ces éléments présents dans le système solaire primitif. Bartos et Marka ont intégré ces valeurs dans un modèle informatique pour déterminer le nombre de fusions d'étoiles à neutrons qu'il faudrait pour remplir le système solaire avec les quantités correctes de ces éléments.
Un cataclysme décontracté
Il s'avère qu'une seule fusion d'étoiles à neutrons ferait l'affaire, si elle se produisait suffisamment près de notre système solaire - dans les 1000 années-lumière, soit environ 1% du diamètre de la Voie lactée.
Les fusions d'étoiles à neutrons sont considérées comme assez rares dans notre galaxie, ne se produisant que quelques fois tous les millions d'années, ont écrit les chercheurs. Les supernovas, en revanche, sont beaucoup plus courantes; selon une étude réalisée en 2006 par l'Agence spatiale européenne, une étoile massive explose dans notre galaxie tous les 50 ans environ.
Ce taux de supernova est beaucoup trop élevé pour tenir compte des niveaux d'éléments lourds observés dans les météores des premiers systèmes solaires, ont conclu Bartos et Marka, les excluant comme la source probable de ces éléments. Une fusion d'étoiles à neutrons à proximité, cependant, correspond parfaitement à l'histoire.
Selon Bartos, ces résultats "éclairent" les événements explosifs qui ont contribué à faire de notre système solaire ce qu'il est.
