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Comprendre la formation du Système solaire est un véritable enjeu pour les scientifiques. Retrouver, sur Terre, des éléments cosmiques plus anciens que le Système solaire offre donc de précieux indices. C’est notamment le cas de petites inclusions de poussière d’étoile retrouvées dans une météorite en Antarctique, et qui se seraient formées suite à l’explosion d’un étoile plus vieille que le Soleil.

En utilisant plusieurs types de microscopes, les chercheurs ont analysé le reste stellaire — d’un diamètre de 1 μm — et ont découvert qu’il était composé d’une combinaison de graphite et de silicate (un sel composé de silicium et d’oxygène).

Lorsque les scientifiques ont comparé cette composition à des modèles théoriques stellaires, ils ont déterminé qu’elle provenait probablement d’un type spécifique d’explosion stellaire appelée nova. Les résultats de l’analyse ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

Les nova se produisent lors de l’échange d’énergie entre une étoile ordinaire et une naine blanche (une étoile qui a brûlé la plus grande partie de son combustible nucléaire). La naine blanche accrète la matière de sa compagne stellaire, accumulant suffisamment de nouveau matériau pour se rallumer et engendrer de puissantes explosions. C’est ainsi que l’échantillon de poussière d’étoile, nommé LAP-149, s’est formé puis a traversé l’espace interstellaire jusqu’à proximité de notre système solaire.

image microscope lap149

Image de l’échantillon LAP-149 obtenue par microscopie électronique à transmission. La couleur rouge indique le graphite et la couleur bleue la forte teneur en oxygène. Crédits : Pierre Haenecour et al. 2019

« Ces grains de poussière d’étoiles ressemblent à des reliques fossilisées d’anciennes étoiles » déclare Tom Zega, professeur au Lunar and Planetary Laboratory de l’Université de l’Arizona. Les chercheurs savent que ce matériau vient de loin, car il contient des niveaux élevés d’une forme très spécifique, ou isotope, de carbone (carbone 13). De tels niveaux ne sont visibles dans aucun objet échantillonné dans notre Système solaire, selon Zega.

Mieux comprendre la formation du Système solaire grâce aux « poussières d’étoiles »

Les explosions stellaires libèrent des matériaux dans le milieu interstellaire servant à la formation de système planétaire. L’étude de reliquats stellaires comme celui-ci permettent donc d’en apprendre un peu plus sur la formation du Système solaire. Les résultats fournissent une preuve supplémentaire que les grains riches en carbone et en oxygène provenant de nova ont contribué à la formation du système solaire.

Bien que le grain soit trop petit pour que les chercheurs puissent le dater, ils suggèrent, d’après sa composition et la météorite dont il provient, qu’il date d’au moins 4.5 milliards d’années — à peu près au moment où notre Système solaire s’est formé.

meteorite formation nova

Vue d’artiste de l’accrétion de matière par une naine blanche à partir de son compagnon stellaire. Une fois rallumée, une naine blanche peut-être le siège de novas produisant les inclusions retrouvées dans la météorite. Ces dernières peuvent ensuite aider les chercheurs à en apprendre plus sur la formation du Système solaire.  Crédits : Heather Roper

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« Ce sont les restes de différentes sortes d’étoiles qui ont disparu ou sont sur le point de disparaître de l’univers » déclare Zega. « De plus, parce que nous les trouvons préservés à l’intérieur des météorites et que nous pouvons dater les météorites à l’aide de radio-isotopes, nous savons qu’ils doivent être plus vieux que la météorite elle-même. Les météorites telles que LAP-149 sont très primitives et font partie des restes après la formation du Soleil et des planètes ».

Zega et son équipe espèrent trouver et analyser des spécimens de poussière d’étoile plus importants dans le futur, qu’ils espèrent pouvoir dater. Quoi qu’il en soit, l’existence même de ce grain d’histoire primordiale est étonnante, selon les chercheurs. « C’est remarquable quand on pense à tous les événements qui auraient pu faire disparaître ce grain en cours de route » conclut Zega.

Source : Nature Astronomy

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