On pense que les étoiles se forment dans d’énormes filaments de gaz moléculaire. Les régions où un ou plusieurs de ces filaments se rencontrent, appelées hubs, sont celles où se forment les étoiles massives.
Ces étoiles massives, situées à proximité, auraient exposé le système solaire primitif au risque d’une puissante supernova. Ce risque est plus qu’hypothétique; une équipe de recherche de l’Observatoire astronomique national du Japon, dirigée par l’astrophysicienne Doris Arzoumanian, a examiné les isotopes trouvés dans d’anciennes météorites, trouvant des preuves possibles de la mort turbulente d’une étoile massive.
Alors pourquoi le système solaire a-t-il survécu ? Le gaz contenu dans le filament semble pouvoir le protéger de la supernova et de son assaut d’isotopes radioactifs. « Le filament hôte peut protéger le jeune système solaire de la rétroaction stellaire, à la fois pendant la formation et l’évolution des étoiles (écoulement stellaire, vent et rayonnement) et à la fin de leur vie (supernovae) », ont déclaré Arzoumanian et son équipe dans un étude récemment publiée dans The Astrophysical Journal Letters.
Signes d’une supernova
Les météorites étudiées par les chercheurs contenaient de petites inclusions, ou des morceaux dans la roche, à peu près aussi vieux que le système solaire. Ces morceaux contiennent des isotopes dérivés de la désintégration de radionucléides à vie courte (SLR), qui peuvent être générés par des supernovae. Même si les SLR se désintègrent après quelques centaines de millions d’années, ce qui n’est rien en termes cosmiques, ils laissent derrière eux des isotopes distinctifs.
L’équipe a détecté un niveau particulièrement élevé d’isotopes provenant des SLR dans les météorites qu’ils ont examinées. Dès l’âge des isotopes, ils pouvaient en déduire que les SLR auxquels ils appartenaient autrefois étaient présents au début du système solaire. Les supernovae sont une source SLR, ce qui pourrait signifier que notre système solaire a esquivé une supernova, bien qu’il existe d’autres façons de se former.
Les SLR du milieu interstellaire pourraient déjà flotter dans le nuage moléculaire dans lequel une étoile se forme. La naissance d’étoiles massives, qui ne vivent pas aussi longtemps (du moins en termes cosmiques) et meurent rapidement par supernova, peut être une autre source, comme peuvent isotopes produits par des rayons cosmiques solaires ou galactiques hautement énergétiques. Chacune de ces sources peut éventuellement expliquer l’existence des SLR au début du système solaire,
Alors que les SLR existaient probablement dans la partie du filament où le Soleil et le Système solaire se sont formés, les échantillons de météorite contenaient trop d’un isotope d’aluminium particulier pour que le milieu interstellaire ait été la seule source SLR du Système solaire. Les rayons cosmiques, qui peuvent convertir les isotopes stables en radioactifs, avaient une meilleure chance d’expliquer le nombre d’isotopes trouvés dans les météorites. Cependant, il aurait fallu trop de temps pour que ce processus produise les niveaux de SLR trouvés au début du système solaire.
Il est fort probable que des niveaux de SLR aussi élevés aient pu provenir soit de vents stellaires très intenses, qui se seraient produits lors de la formation d’étoiles massives, soit de ce qui restait après que l’une des étoiles massives soit devenue supernova.
protection
Alors pourquoi la supernova n’a-t-elle pas perturbé le système solaire ? Il semble que le coup destructeur ait été adouci par les gaz moléculaires du filament dans lequel le Soleil s’est formé. Si les isotopes de ces SLR décomposés depuis longtemps provenaient vraiment d’une supernova ou de vents stellaires, la quantité qui a traversé le gaz du filament était suffisante pour correspondre à ce qui a été suggéré par les découvertes de météorites, mais pas assez pour décimer le système solaire. La taille de cette hypothétique supernova ou étoile nouveau-née est encore inconnue.
« Ce scénario peut avoir de multiples implications importantes dans notre compréhension de la formation, de l’évolution et des propriétés des systèmes stellaires », ont également déclaré les chercheurs dans l’étude.
Bien qu’il reste encore des questions sans réponse, les scientifiques soupçonnent que si les nuages du filament dans lequel se sont formés le Soleil et le Système solaire étaient suffisamment grands, notre étoile et nos planètes auraient facilement survécu à une supernova.
The Astrophysical Journal Letters, 2023. DOI : 10.3847/2041-8213/acc849 (À propos des DOI).
Elizabeth Rayne est une créature qui écrit. Son travail est apparu sur SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek et Forbidden Futures. Lorsqu’elle n’écrit pas, elle change de forme, dessine ou fait du cosplay en tant que personnage dont personne n’a jamais entendu parler. Suivez-la sur Twitter @quothravenrayne.