De la poussière d’étoiles trouvée dans des météorites témoigne de la présence d’anciennes étoiles mortes avant la formation du Soleil
À l’instar des roches de la Terre qui conservent des traces de la préhistoire, certaines météorites vierges contiennent des traces d’anciens grains de poussière d’étoiles, et les astronomes tentent aujourd’hui de remonter jusqu’à leurs origines stellaires.
Image d’entête : image au microscope électronique d’un grain de poussière d’étoile de carbure de silicium (SiC) de taille micrométrique (en bas à droite) extrait d’une météorite primitive. (NASA/ Nan Liu/ Andrew Davis)
Ces grains de poussière ont été forgés dans des étoiles mourantes il y a des milliards d’années, faisant partie des débris qui ont contribué à la formation de notre système solaire. Les grains ont ensuite été incorporés dans des météorites.
Dans une nouvelle étude (lien plus bas), des chercheurs américains ont analysé certains de ces grains « présolaires » extraits de météorites primitives, révélant de nouvelles informations sur l’évolution de ces étoiles mortes depuis longtemps.
Ces grains ne mesurent que quelques millièmes de millimètre de diamètre. L’équipe a donc utilisé un spectromètre de masse pour les étudier avec la meilleure résolution jamais obtenue auparavant.
Selon Nan Liu, physicienne à l’Université Washington de St Louis (Missouri/ Etats-Unis) et auteure principale de l’étude :
Les grains présolaires sont intégrés dans les météorites depuis 4,6 milliards d’années et sont parfois recouverts en surface de matériaux solaires.
Grâce à l’amélioration de la résolution spatiale, notre équipe a pu voir la contamination par l’aluminium fixée à la surface d’un grain et obtenir de véritables signatures stellaires en incluant les signaux provenant uniquement du cœur du grain lors de la réduction des données.
À l’aide d’une source d’ions plasma, l’équipe a exposé la partie intérieure des grains de poussière d’étoile pour mesurer leurs isotopes. Plus précisément, ils ont examiné les isotopes du carbone (C), de l’azote (N) et du magnésium-aluminium (Mg-Al) dans les grains de carbure de silicium (SiC).
Les rapports isotopiques mesurés dans l’étude permettent de relier directement les grains à différents types d’étoiles riches en carbone, y compris certaines ayant d’étranges compositions chimiques.
Selon Maurizio Busso, coauteur de l’étude à l’université de Pérouse, en Italie :
Les nouvelles données isotopiques obtenues dans cette étude sont passionnantes pour les physiciens stellaires et les astrophysiciens nucléaires comme moi. En effet, les rapports isotopiques « étranges » de l’azote dans les grains de SiC présolaires ont été, au cours des deux dernières décennies, une source de motivation importante.
Les nouvelles données expliquent la différence entre ce qui était initialement présent dans les grains d’étoiles présolaires et ce qui a été fixé plus tard, résolvant ainsi une vieille énigme dans la communauté.
Ce type d’études aidera également les astrophysiciens à élaborer de meilleurs modèles/ simulations d’étoiles, afin d’affiner les connaissances sur leur évolution au fil du temps.
Selon Liu :
Au fur et à mesure que nous en apprenons davantage sur les sources de poussière, nous pouvons acquérir des connaissances supplémentaires sur l’histoire de l’univers et sur la façon dont les différents objets stellaires qui le composent évoluent.
L’étude publiée dans Astrophysical Journal Letters : New Multielement Isotopic Compositions of Presolar SiC Grains: Implications for Their Stellar Origins et présentée sur le site de l’Université Washington de St Louis : Stellar fossils in meteorites point to distant stars.