Des particules d’anciennes supernovas retrouvées au fond de la mer

Des chercheurs ont fait une découverte étonnante : des traces de ⁶⁰Fe ont été retrouvées comme dépôt dans l’océan. Or, cet isotope n’est issu que de la formation de supernovas…

Certains isotopes du fer, issus de l’explosion d’une étoile

Une équipe de chercheurs, menée par le professeur Anton Wallner, un physicien nucléaire à l’Université nationale australienne, a trouvé des traces de ⁶⁰Fe dans les fond marins, qui ne peut être que d’origine extraterrestre. La recherche a été publiée dans la revue PNAS.

Le fer est créé d’une façon assez remarquable, même s’il peut paraître comme un métal assez commun. Deux formes d’énergies nucléaires fonctionnent dans ce qui semble être dans une direction opposée. Il y a la fission, qui libère de l’énergie en décomposant les atomes lourds en plus légers. La fusion elle, au contraire, libère de l’énergie en combinant deux atomes légers en un atome plus lourd.

Mais est-ce que ces deux processus peuvent se joindre, et que se passe-t-il le cas échéant ? En fait, ils se rencontrent dans l’atome de fer, où le fractionnement et le fusionnement deviennent plus difficiles.

Les atomes de fer sont si obstinés en terme énergétique, que la seule façon de produire certains isotopes dans la nature et dans n’importe quelle situation se trouve dans le coeur d’une étoile qui explose, c’est-à-dire une supernova.

Une question qui se pose

C’est de là que tout le fer de la Terre provient. Mais une question se pose : un isotope radioactif du fer, l’isotope 60, a une demi-vie de 2,6 millions d’années. Cela signifie qu’après la formation de la Terre, il y a 4,6 milliards d’années, tout le ⁶⁰F aurait dû disparaître en environ 15 millions d’années. Alors, d’où provient le ⁶⁰F que les scientifiques continuent de trouver actuellement ?

Selon le chercheur Wallner, la réponse est que les supernovas laissent derrière elles des gigantesques nuages de retombées, après leur explosion, et la Terre dérive régulièrement à travers celles-ci .

En recueillant des échantillons de sédiments à deux endroits dans l’océan, Wallner et son équipe ont utilisé un spectrographe de masse, un grand accélérateur national d’ions lourds (HIAF en anglais) qui montre que les carottes de sédiments datant d’il y a 33 000 ans ont des traces de ⁶⁰Fe.

La Terre circule à travers des vestiges de supernovas

Des études précédentes de Wallner avaient déjà trouvé des traces de ⁶⁰Fe datant de 2,6 millions d’années, et peut-être d’autres de 6 millions d’années. Mais il y a des indications qui montrent que la Terre a voyagé dans un nuage dense de gaz et de poussière nommé le Nuage interstellaire local.

Il peut provenir d’une supernova récente, et les chercheurs soupçonnent fortement qu’elle contenait du ⁶⁰Fe. Mais il a été découvert que les traces de ces isotopes de fer se sont répandues au cours des 33 000 dernières années. Cela suggère donc que l’isotope était uniformément réparti dans le Nuage interstellaire local. On peut donc se demander d’où provient le nuage, et s’agissait-il d’une supernova jeune ou d’un tout autre mécanisme ?

« Il existe des articles récents qui suggèrent que le ⁶⁰Fe emprisonné dans les particules de poussière pourrait rebondir dans le milieu interstellaire », explique le professeur Wallner. « Ainsi, le ⁶⁰Fe pourrait provenir d’explosions de supernovas encore plus anciennes, et ce que nous mesurons est une sorte d’écho. Plus de données sont nécessaires pour résoudre ces détails. »

Par Frida Hussain, le 2 septembre 2020