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Nous sommes tous faits de poussière d’étoile, mais d’où vient-elle exactement ?

Vue d'artiste d'une supernova / Crédits : L. Calçada, ESO

Vous, votre lampe, votre chien… Tout ce que nous retrouvons sur Terre est fait de poussière d’étoile recyclée. Mais d’où vient-elle exactement, cette poussière ? Une récente étude révèle une origine inattendue. Les détails de cette recherche sont publiés dans la revue Nature.

Les étoiles naissent, vivent et meurent – comme nous tous. Lorsque sonne l’heure du trépas, les éléments constitutifs de ces objets sont alors projetés dans l’espace. D’autres éléments sont également créés sous des pressions et des chaleurs intenses, avant d’ensemencer l’Univers à leur tour. C’est ainsi que plus tard, et ailleurs, de nouvelles étoiles naissent avec dans leurs bagages de nouvelles planètes, comètes et autres objets composés de tous ces éléments. Mais il restait une anomalie à résoudre.

Une troisième origine possible ?

Plusieurs échantillons de météorites ont en effet révélé des traces abondantes de carbone 13, d’oxygène 17 et d’azote 15. Ces éléments présentant un neutron supplémentaire dans leur noyau, vous avez besoin d’une énergie très intense pour pouvoir les former. C’est pourquoi les chercheurs suggéraient jusqu’à présent que ces éléments devaient se former lors d’événements extrêmes, tels que les novae (généralement un transfert de masse entre une géante rouge et une naine blanche) et les supernovae (explosion d’étoile massive). Or, ces événements semblent trop rares pour expliquer l’abondance de ces éléments dans les météorites. Il doit donc y avoir une origine supplémentaire.

Et c’est exactement ce que révèle cette nouvelle étude. Une équipe d’astronomes s’est récemment appuyée sur des radiotélescopes en Arizona et en Espagne pour observer des nuages ​​de gaz dans la jeune nébuleuse planétaire K4-47, situé à environ 15 000 années-lumière de la Terre. Ce ne sont ici que des « restes » stellaires. Il y a plusieurs dizaines de milliers d’années, une étoile semblable à notre Soleil s’est mise à gonfler, pour finalement perdre peu à peu ses enveloppes extérieures et finir en naine blanche. C’est ce même destin qui attend notre Soleil.

Soleil géante rouge étoile silice
La surface de l’étoile géante rouge Gr 1 Gruis. Un aperçu de ce à quoi ressemblera notre Soleil à la fin de sa vie, dans cinq milliards d’années, avant d’exposer en supernova. Crédits : ESO

Des étoiles ordinaires suffisent

Les chercheurs expliquent alors avoir découvert que la nébuleuse contenait ces éléments – carbone 13, oxygène 17 et azote 15 – qui correspondent aux abondances observées dans les météorites. Nous avons donc une troisième origine possible. « Les modèles invoquant uniquement les novae et les supernovae ne pourraient jamais prendre en compte les quantités de 15 N et de 17 O que nous observons dans les échantillons de météorites, explique en effet Lucy Ziurys, principale auteure de l’étude. Le fait que nous trouvions ces isotopes dans K4-47 nous indique que nous n’avons pas besoin d’étranges étoiles exotiques pour expliquer leur origine. Il s’avère que les étoiles ordinaires, comme le Soleil, sont également capables de les produire ».

Ainsi, ces isotopes lourds pourraient être produits lorsqu’une étoile de taille moyenne devient instable vers la fin de sa vie. L’hélium super chaud du noyau de l’étoile, traversant l’enveloppe d’hydrogène superposée, suffirait alors pour produire ces isotopes lourds. « Ce processus, au cours duquel le matériau doit être expulsé et refroidi rapidement, peut produire du 13 C, du 15 N et du 17 O », confirme la chercheuse.

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