“Nous sommes faits de poussière d’étoiles”, disait le célèbre astronome Carl Sagan. Une citation qui n’a absolument rien d’ésotérique, et qui illustre bien le fait que chaque atome de chaque molécule de notre univers a un jour été synthétisé au cœur de la fournaise d’un astre. Récemment, des astronomes de tous horizons ont élucidé certains des mystères de la formation du calcium qui s’est retrouvé jusque sur notre Planète Bleue.
Tout au long de leur vie, les étoiles agissent comme d’immenses centrales nucléaires où se déroulent des réactions d’une importance capitale. Et ce n’est pas un euphémisme puisque c’est ainsi qu’ont été créés absolument tous les éléments de notre univers à partir de ceux produits après le Big Bang ! Ce phénomène, baptisé nucléosynthèse stellaire, est aujourd’hui assez bien connu, notamment les premières étapes. Par contre, les événements qui interviennent à la fin de la vie des étoiles restent encore en partie mystérieux : c’est le cas de la formation du calcium. On sait déjà que les étoiles les plus massives en produisent de petites quantités à partir d’hélium tout au long de leur vie. En revanche, la façon dont la plus grande partie est formée restait une énigme jusqu’il y a peu. Tout juste savait-on qu’il existait des supernovas (d’énormes étoiles qui meurent dans une gigantesque explosion) un peu particulières car riches en calcium. Mais ces phénomènes sont si rares et difficiles à observer que les mécanismes qui se cachent derrière demeurent encore très obscurs.
Un thriller scientifique grisant
Tout du moins, c’était le cas avant un concours de circonstances particulièrement heureux. Tout a commencé en 2019, quand l’astronome amateur Joel Shepherd, en pleine séance d’observation, a repéré un drôle point orange particulièrement brillant dans le ciel de Seattle. Il n’avait pas la moindre idée qu’il venait de poser sa lentille sur un phénomène rarissime, à savoir une de ces fameuses supernovae riches en calcium ! Dès lors, le temps était compté : en effet, ces phénomènes sont très éphémères et la fenêtre pour les observer est particulièrement réduite. Immédiatement, c’est le branle-bas de combat, car personne ne sait quand une telle opportunité se représentera. Ni une, ni deux, tous les pays équipés d’un télescope digne de ce nom se sont empressés de le braquer sur ce petit pixel dans le ciel pour ne pas rater une miette de cet événement transitoire. En moins de 10 heures, ce sont pas moins de 70 scientifiques de plus de 15 pays qui sont venus prêter main forte au projet. Tout ça grâce à un amateur très réactif, car même Hubble n’avait rien repéré ! Un superbe exemple de coopération scientifique à tous les étages.
Une bombe cosmique à l’origine de notre squelette
Leurs instruments ont été accueillis par une véritable douche de rayons X à haute énergie. L’intensité et la nature de ce rayonnement ont fourni aux astronomes des indications clés pour comprendre quels matériaux étaient éjectés, et en quelle quantité. Grâce à ce spectacle grandiose, les astrophysiciens du projet ont pu déterminer l’origine de la majorité du calcium de l’univers, y compris sur Terre, dans nos dents et nos os ! Tout ce matériel prend donc sa source directement dans une étoile compacte qui a perdu une couche de gaz à la fin de sa vie; quand l’étoile rend son dernier souffle et explose, du matériel est éjecté droit sur cette couche de gaz. A cause de la fournaise qui règne dans cette zone, il en résulte une réaction nucléaire qui produit le fameux calcium ! “L’explosion essaie de refroidir. Elle veut se débarrasser de son énergie et la formation de calcium est un moyen rentable de le faire”, explique Raffaella Margutti, astrophysicienne ayant participé à l’étude. Cette découverte met fin à des années de chasse à la supernova pour parvenir à observer ce phénomène.
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C’est Joel Shepherd avec un d à la fin