mercredi 30 novembre 2016

Une supernova de faible masse à l'origine de notre système solaire ?


Notre système solaire s'est formé il y a 4,567 milliards d'années lorsqu'un événement à perturbé le nuage de gaz et de poussières qui se trouvait là, produisant son effondrement gravitationnel. Une théorie propose depuis une quarantaine d'années que cet événement soit l'explosion d'une supernova, mais sans en avoir beaucoup de preuves. Aujourd'hui, une équipe d'astrophysiciens apporte une piste observationnelle sous la forme de résidus d'éléments radioactifs qui permettent de remonter à la nature de cette supernova initiale.




On parle ici de supernova à effondrement de cœur, ou supernova de type II, la phase finale des étoiles massives, qui dégagent l'énergie suffisante pour comprimer un nuage de gaz jusqu'à induire son effondrement et l'apparition d'une nouvelle étoile.
Projjwal Banerjee (Université du Minnesota) et ses collaborateurs ont cherché des traces de ce type de supernova qui persisteraient aujourd'hui. Ils se sont focalisés sur la présence d'éléments radioactifs de "courte" période, "courte" étant ici à comprendre par rapport à l'âge du système solaire, donc de l'ordre du million ou de quelques millions d'années. Leurs abondances au sein du proto-système solaire sont évaluées à partir des abondances des isotopes qui sont issus de leur désintégration radioactive et que l'on trouve aujourd'hui dans les météorites, les reliques de notre système solaire. Ces isotopes à courte période primordiaux ne peuvent avoir été produits que par la supernova "déclencheuse". Leur nature déduite des observations des météorites, permet donc non seulement de montrer qu'il a bien existé une supernova proche il y a 4,6 milliards d'années, mais ils ouvrent également une fenêtre sur la nature de cette supernova, notamment la masse de l'étoile massive qui en a été à l'origine, les éléments produits étant différents en fonction de la masse de l'étoile qui explose.

Comme la plupart des études du même type partaient sur l'hypothèse que l'explosion était une supernova de grande masse, Banerjee et ses collègues ont pris le contrepied en testant l'hypothèse que la supernova soit d'une masse relativement faible, de l'ordre de 12 M au maximum.
Ils ont ainsi mesuré l'abondance du béryllium-10, qui est trouvé communément dans les météorites. La présence de Be-10 a souvent été expliquée par les spécialistes par des phénomènes de spallation de noyaux de carbone et d'oxygène par des interactions du rayonnement cosmique, estimant qu'il ne pouvait pas se former dans les supernovas de type II. 
Mais les auteurs de cette étude ont utilisé de nouveaux modèles de supernova et montrent que le 10Be peut tout à fait être produit lors des supernovas, qu'elles soient de grande masse ou de faible masse. Le phénomène en jeu est ce qu'on appelle la spallation par neutrino, où un neutrino énergétique arrache deux protons à un noyau atomique de carbone-12. Le processus est plus probable quand la masse de l'étoile explosant est plus faible. Les chercheurs montrent que seule une supernova de faible masse peut produire suffisamment de Be-10 pour expliquer les abondances observées dans les météorites, convergeant vers une masse de 11,8 M⊙.
Et il n'y a pas que le le béryllium-10 qui mène sur la piste d'une supernova de faible masse. La présence d'autres isotopes de courte période trouvés dans les météorites, comme le Calcium-41, le palladium-107 et quelques autres, est bien mieux expliquée par le modèle de la supernova de faible masse. 
Il reste maintenant à tester cette proposition à partir d'autres mesures d'abondances isotopiques dans les météorites, comme par exemple celles du lithium et du bore.
Les chercheurs américains et australiens publient leur étude dans Nature Communications, accessible à tous car en accès ouvert.

Source :

Banerjee, P. et al. 
Evidence from stable isotopes and 10Be for solar system formation triggered by a low-mass supernova. 
Nature Communications 7, 13639 (22 november 2016)
http://dx.doi.org/10.1038/ncomms13639


Illustration :

Le nuage moléculaire S106, région de formation d'étoiles dans la constellation du Cygne, imagé par le télescope spatial Hubble (NASA/ESA)

1 commentaire :

Popaul a dit…

Bonsoir
On avait Gaïa, notre Terre Mère. Regardant plus loin dans le passé, on voit qu'on a peut-être une Mamie Nova