De nouvelles observations révèlent comment le Système solaire est devenu « radioactif »

Une équipe internationale de scientifiques a découvert de nouveaux indices concernant le développement de notre Système solaire, après avoir examiné des éléments radioactifs dans un important complexe de formation d’étoiles situé à un peu plus de 400 années-lumière.

Un nuage moléculaire géant

Publiées dans la revue Nature Astronomy, ces récentes recherches se sont appuyées sur des observations à différentes longueurs du spectre lumineux de la pouponnière stellaire d’Ophiuchus (des ondes infrarouges aux rayons gamma) et ont montré que les supernovas proches constituaient les sources les plus probables de tels éléments dans le Système solaire.

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« Le système au sein duquel nous nous trouvons s’est très probablement formé dans un nuage moléculaire géant, en même temps qu’un jeune amas stellaire, et une ou plusieurs supernovas produites par des étoiles massives de cet amas ont contaminé le gaz s’étant par la suite transformé en Soleil et en système planétaire », explique Douglas Lin, professeur émérite d’astronomie et d’astrophysique à l’université de Californie et co-auteur de l’étude.

Bien que ce scénario ait été suggéré par le passé, la force de cette étude est d’utiliser des observations à plusieurs longueurs d’onde ainsi qu’une analyse statistique sophistiquée afin de déduire une mesure quantitative de la probabilité du modèle.

« Le processus d’enrichissement que nous observons au sein d’Ophiuchus est cohérent avec ce qui s’est passé lors de la formation du Système solaire il y a 5 milliards d’années », explique John Forbes, chercheur au Center for Computational Astrophysics du Flatiron Institute et auteur principal de l’étude. « Après avoir observé ce bel exemple de la façon dont le processus pourrait se produire, nous avons entrepris de modéliser l’amas d’étoiles proche qui a produit les radionucléides que nous voyons aujourd’hui dans les rayons gamma. »

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Des supernovas à l’origine de quantités variables d’éléments radioactifs

Les météorites connues pour être des vestiges vierges de notre Système solaire primitif renferment certains éléments radioactifs à courte durée de vie, comme l’aluminium-26. Bien que les astronomes connaissent ces éléments depuis les années 1970, la façon dont ils sont arrivés dans notre Système solaire lors de sa formation n’était pas tout à fait claire : ils auraient pu provenir de supernovas proches, ou peut-être d’astres massifs plus lointains connus sous le nom d’étoiles Wolf-Rayet.

« Nous disposons désormais de suffisamment d’informations pour affirmer qu’il y a 59 % de chances qu’elles soient dues à des supernovas et 68 % de chances qu’elles proviennent de sources multiples et non d’un seul évènement », détaille Forbes.

Le modèle développé par l’équipe suggère également que la quantité d’aluminium-26 (et d’autres éléments radioactifs à courte durée de vie) peut varier significativement d’un système stellaire à l’autre.

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« De nombreux nouveaux systèmes stellaires naîtront avec des abondances d’aluminium-26 conformes à celles de notre Système solaire, mais la variation est énorme [plusieurs ordres de grandeur] », explique Forbes. « Cela a de l’importance pour l’évolution précoce des systèmes planétaires, car l’aluminium-26 est la principale source de réchauffement précoce. Plus d’aluminium-26 signifie probablement des planètes plus sèches. »