Les éléments produits par nucléosynthèse au cœur des étoiles massives sont éjectés dans l’espace par les vents stellaires et les supernovas. Le fer 60 est l’un de ces éléments. Notre planète serait sous l’afflux constant de fer 60 — retrouvé sur Terre dans plusieurs dépôts géologiques, notamment dans des sédiments océaniques — depuis plusieurs dizaines de milliers d’années. À la lumière de ces données, des chercheurs australiens suggèrent que notre planète serait en train de traverser une zone du nuage interstellaire local, qui serait encore imprégné des restes de supernovas datant de plusieurs millions d’années.
La poussière radioactive retrouvée dans les fonds océaniques suggère que la Terre se déplace à travers un nuage massif laissé par une ancienne supernova. En continu, depuis 33’000 ans, l’espace dépose sur Terre un isotope rare du fer forgé dans les supernovas.
Le fer 60 a fait l’objet de plusieurs études au fil des ans. Il a une demi-vie de 2.6 millions d’années, ce qui signifie qu’il se désintègre complètement après 15 millions d’années — donc tous les échantillons trouvés sur Terre doivent provenir de l’extérieur, car il n’y a aucun moyen que le fer 60 ait pu survivre depuis la formation de la planète il y a 4.6 milliards d’années.
Des traces relativement récentes de fer 60 détectées sur et autour de la Terre
Et des dépôts ont été trouvés. Le physicien nucléaire Anton Wallner de l’Université nationale australienne a déjà daté les dépôts des fonds marins à 2.6 millions et 6 millions d’années, suggérant que des débris de supernova étaient tombés sur notre planète à ces moments-là.
Mais il existe des preuves plus récentes de retombée de cette poussière d’étoiles. Elle a été trouvée dans la neige antarctique ; selon les analyses, elle devait être tombée au cours des 20 dernières années. Et, il y a quelques années, des scientifiques ont annoncé que le fer 60 avait été détecté dans l’espace autour de la Terre, mesuré sur une période de 17 ans par l’Advanced Composition Explorer de la NASA.
Wallner a trouvé un certain nombre de dépôts de poussière dans cinq échantillons de sédiments d’eau profonde provenant de deux endroits datant d’il y a 33’000 ans. Et les quantités de fer 60 dans les échantillons sont assez constantes sur toute la période. Mais cette constatation pose en fait plus de questions qu’elle n’apporte de réponses.
Deux sources possibles pour l’existence du fer 60 sur Terre
La Terre se déplace actuellement dans une région appelée le nuage interstellaire local, composé de gaz, de poussière et de plasma. Si ce nuage a été créé par l’explosion d’étoiles, il est raisonnable de s’attendre à ce qu’il saupoudre la Terre d’une très faible pluie de fer 60. C’est ce que suggérait la détection en Antarctique ; et c’est ce que Wallner et son équipe cherchaient à valider en examinant les sédiments océaniques.
Mais si le nuage interstellaire local est la source du fer 60, il aurait dû y avoir une forte augmentation de cet isotope lorsque le Système solaire est entré dans le nuage — ce qui, selon les données de l’équipe, est susceptible de s’être produit au cours des 33’000 dernières années. À tout le moins, l’échantillon le plus ancien aurait dû contenir des niveaux de fer 60 significativement plus faibles, mais ce n’est pas le cas.
Sur le même sujet : La majorité des éléments lourds du Système solaire proviendrait d’une fusion d’étoiles à neutrons
Un milieu interstellaire local imprégné des restes d’anciennes supernovas ?
Il est possible, notent les chercheurs dans leur article, que le nuage interstellaire local et les débris de supernova coïncident, plutôt qu’une seule structure, avec les débris de supernovas qui ont eu lieu il y a des millions d’années restant dans le milieu interstellaire. Cela suggérerait que le nuage interstellaire local n’est pas un faible rémanent de supernova.
« Il y a des articles récents qui suggèrent que le fer 60 piégé dans les particules de poussière pourrait se trouver un peu partout dans le milieu interstellaire. Ainsi, le fer 60 pourrait provenir d’explosions de supernova encore plus anciennes, et ce que nous mesurons est une sorte d’écho », explique Wallner.
La meilleure façon de le savoir, notent les chercheurs, est de rechercher plus de fer 60, couvrant l’écart entre il y a 40’000 ans et il y a environ un million d’années. Si l’abondance du fer 60 augmente plus loin dans le temps, cela suggérerait d’anciennes supernovas. Cependant, une plus grande abondance plus récente suggérerait que le nuage interstellaire local est la source du fer 60.