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Un élément lourd pour la première fois repéré lors d’une collision d’étoiles à neutrons

Crédits : ESO / L. Calçada / M. Kornmesser

Une équipe de chercheurs annonce avoir pour la première fois repéré du strontium, un élément lourd, formé suite à une collision impliquant deux étoiles à neutrons. Cela a ainsi permis de confirmer ses origines.

Nous savons depuis longtemps comment se forment les éléments du tableau périodique. Cela se passe principalement au cœur des étoiles ordinaires, dans les explosions de supernova ou dans les couches extérieures d’anciennes étoiles. Néanmoins jusqu’à présent, nous ne savions pas où se produisait la “capture rapide de neutrons”. Or, celle-ci est nécessaire à la formation d’éléments lourds comme le strontium.

Pour faire simple, la capture rapide de neutrons est le processus au cours duquel un noyau atomique capture les neutrons assez rapidement pour permettre la création d’éléments très lourds. Un tel protocole nécessite un environnement très chaud. Les atomes s’y retrouvent alors bombardés par un grand nombre de neutrons. Les collisions d’étoiles à neutrons semblaient donc toutes indiquées pour permettre ces processus atomiques.

Cependant, cette hypothèse n’était que théorique jusqu’à présent. Or, elle vient d’être prouvée.

étoile neutrons
Illustration d’artiste de deux étoiles à neutrons en collision. Crédits: NASA / Swift / Dana Berry

Crash cosmique

En 2017, une équipe de physiciens réceptionnait pour la première fois les éclairs électromagnétiques accompagnés d’ondes gravitationnelles issues de la collision de deux étoiles à neutrons dans une galaxie lointaine. Une première. Les chercheurs ont donc profité de cet événement très violent pour tester leur théorie.

Des analyses faites pendant deux ans avec le spectrographe X-shooter installé sur le Very Large Telescope viennent finalement de confirmer que de tels éléments s’étaient bel et bien formés lors de ce “crash” cosmique. Les détails de l’étude ont été publiés dans la revue Nature.

En analysant les données de 2017 issues de la fusion, nous avons identifié la signature du strontium, prouvant que la collision d’étoiles à neutrons crée cet élément dans l’univers“, explique Darach Watson, de l’Université de Copenhague. “C’est la dernière étape d’une longue série de poursuites visant à cerner l’origine de ces éléments“.

Le strontium retrouvé naturellement dans le sol terrestre est notamment utilisé comme colorant rouge dans les feux d’artifice. Il sert également de fondant dans les vernis ou les glaçures pour céramiques. Ainsi, la prochaine fois que vous le rencontrez, vous pourrez alors vous dire qu’il a été créé il y a des millions d’années lors de la collision entre deux cadavres d’étoiles massives.

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