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La poussière galactique contient moins d’éléments lourds que prévu

Crédits : NASA, NOAO, ESA et The Hubble Heritage Team STScI/AURA

En analysant une couche de sédiments au fond de l’océan Pacifique et des échantillons de la croute terrestre, des chercheurs de l’Université Nationale d’Australie ont trouvé moins d’éléments lourds que prévu. Cette découverte pourrait bien remettre en question les modèles actuels de formation du système solaire.

La poussière galactique est composée de minuscules particules qui voyagent dans l’espace intersidéral. Une partie d’entre elles tombe sur Terre, et peut être analysée à condition d’avoir une zone stable pendant des millions d’années. Ce sont de telles zones qui ont intéressé Anton Wallner et son équipe. Ils ont en particulier mesuré les concentrations en plutonium 244. Ce noyau radioactif a une demie-vie de 83 millions d’année, c’est-à-dire que la moitié des atomes se sont désintégré au bout de ce temps. La Terre ayant 4,5 milliards d’années, tout le plutonium 244 naturel qui est retrouvé sur Terre a forcément été créé ailleurs que dans le système solaire, où il n’existe pas de processus naturel connu assez énergétique pour le fabriquer.

Les éléments plus lourds que le fer sont produits par les supernovas. Il est en effet possible de faire fusionner les éléments plus légers entre eux pour en produire de plus lourds. Mais à partir du fer, ce processus commence à coûter de l’énergie plutôt que d’en créer, et les étoiles comme le Soleil ne sont pas capables de fabriquer des noyaux plus lourds. Pour créer ces éléments lourds, il faut apporter une quantité énorme d’énergie, qui est fournie quand une étoile massive s’effondre sur elle-même sous l’effet de la gravitation puis explose en supernova. C’est grâce à elles que l’argent et l’or de nos bijoux, ainsi que l’uranium qui fait tourner nos centrales nucléaires ont été fabriqués.

Mais ces supernovas semblent en fabriquer moins que prévu. Les astronomes ont une bonne idée du nombre de supernovas qui se sont produites ces derniers millions d’années dans notre « quartier » cosmique, et donc de la quantité d’éléments lourds qui devrait se trouver dans la poussière galactique. Les données collectées par les chercheurs australiens révèlent entre autres que cette poussière contient 100 fois moins de plutonium 244 que ce qui est prédit par les modèles.

Les éléments lourds présents sur notre planète auraient donc été créés par un processus plus énergétique que de « simples » supernovas. Ce fait a des implications profondes sur l’existence même de la vie, qui est en partie rendue possible par la présence d’éléments radioactifs au cœur de notre planète. La désintégration du thorium et de l’uranium est en effet le moteur de la dérive des continents, qui contribue elle-même au cycle du carbone.

Source : Nature Communications (publication scientifique) — Phys.org (article de vulgarisation plus complet, en anglais)

– Illustration : Poussières interstellaires de la nébuleuse de la Tête de Cheval, révélées par le télescope spatial Hubble / NASA, NOAO, ESA et The Hubble Heritage Team STScI/AURA