Cette photographie montre la galaxie spirale Messier M101, également appelée galaxie du Moulinet. C'est une galaxie spirale située dans la Grande Ourse et distante d'environ 22,8 millions d'années-lumière de la Voie lactée. Le diamètre de M101 est 70 % plus grand que celui de la Voie lactée. © Nasa

Sciences

Nous serions en partie des poussières d'étoiles d'autres galaxies

ActualitéClassé sous :voie lactée , supernovae , Galaxie

Selon des simulations numériques, jusqu'à la moitié des noyaux d'atomes qui composent la matière de la Voie lactée, donc nous y compris, proviendraient en fait d'autres galaxies voisines. Ils auraient été éjectés par le souffle des supernovae.

  • Les noyaux lourds d'éléments comme le carbone, le silicium, le fer et l'oxygène sont le produit de la nucléosynthèse stellaire. Ils sont ensuite injectés dans le milieu interstellaire par les supernovae, permettant la naissance d'autres étoiles.
  • Des simulations numériques laissent penser que le souffle des supernovae est si puissant qu'il peut même injecter ces noyaux dans le milieu intergalactique et qu'ils transitent donc d'une galaxie à une autre quand elles sont proches.
  • Jusqu'à la moitié des atomes de notre corps et du Système solaire auraient pu en fait prendre naissance en dehors de la Voie lactée, d'après ces simulations.

Interview : quelle est l'origine des atomes ?  Les atomes sont présents tout autour de nous. Ces infimes fragments de matière forment les planètes, les objets, les êtres vivants, etc. Cependant, ils n’ont pas toujours existé sous cette forme. À l'occasion des 70 ans du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), Futura-Sciences a interviewé Roland Lehoucq, astrophysicien, afin qu’il nous parle de la naissance des atomes au sein des étoiles. 

Les développements de l'astrophysique nucléaire de la seconde moitié du XXe siècle ont établi sans l'ombre d'un doute que nous étions faits de « poussières d'étoiles », pour reprendre l'expression d'Hubert Reeves. Ainsi, les noyaux de carbone, d'azote et d'oxygène qui composent notre ADN, tout autant que ceux de calcium de nos os ou ceux de fer de nos globules rouges, sont le produit de l'alchimie de la nucléosynthèse stellaire.

La matière qui compose notre Système solaire est donc le produit d'une cosmochimie active, qui a fait évoluer la composition de la Voie lactée. Ainsi, dans certaines étoiles massives, une nucléosynthèse se réalise avant qu'elles n'explosent. Puis, lorsqu'elles deviennent des supernovae, elles libèrent leurs noyaux lourds dans le milieu interstellaire, où naîtront d'autres étoiles.

Toutefois, cette image s'est un peu compliquée quand les astrophysiciens ont réalisé (et surtout lorsqu'ils ont eu des preuves observationnelles) que les galaxies croissaient en taille au moins en partie par fusion, et pas seulement en accrétant des filaments de matière froide (formés essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium primordiaux, reliques du Big Bang).

La Voie lactée ne peut donc pas vraiment être considérée comme une sorte de boîte close évoluant chimiquement sans interaction avec son environnement depuis plus de 10 milliards d'années. Certains des noyaux de notre corps ont ainsi été synthétisés dans des galaxies disparues, avalées par la Voie lactée, ou faisaient partie de courants d'étoiles arrachées par ses forces de marée à des galaxies qui l'ont frôlée.

Sur cette simulation de la formation d'une galaxie similaire à la Voie lactée conduite dans le cadre du projet Fire, on voit clairement les explosions en supernovae, dont les souffles éjectent de grandes quantités de gaz en dehors des galaxies. © Royal Astronomical Society

50 % des noyaux de nos corps pourraient être d'origine extragalactique

Cette étonnante conclusion vient d'être renforcée par un article publié sur arXiv par un groupe d'astrophysiciens états-uniens mené par Daniel Anglés-Alcázar et Claude-André Faucher-Giguère. Avec leurs collègues, les chercheurs ont en effet mené des simulations numériques de la formation de la Voie lactée dans l'univers observable. Mais, au lieu de se limiter à la prise en compte de la matière noire, comme le font bien des simulations étudiant la naissance des grandes structures du cosmos, il y a là tous les détails du comportement fin de la matière baryonique, c'est-à-dire avec le flux du rayonnement des étoiles et les vents interstellaires produits par les explosions de supernovae. Bien qu'en se limitant à de plus petites régions de l'espace, ces simulations ont tout de même nécessité l'équivalent de plusieurs millions d'heures de calculs sur un superordinateur dans le cadre du projet Fire (Feedback In Realistic Environments).

Ces simulations montrent alors quelque chose d'étonnant. Le souffle des explosions des supernovae est plus efficace que prévu pour éjecter de la matière des galaxies, notamment lorsqu'il s'agit de galaxies naines, et nous savons qu'il en existe autour de la Voie lactée. Il s'effectue donc des transferts importants de gaz contenant des noyaux évolués entre les galaxies même quand celles-ci sont séparées par des distances de l'ordre du million d'années-lumière.

Ces vents intergalactiques sont si efficaces que, selon les chercheurs, jusqu'à la moitié des noyaux de la Voie lactée, y compris ceux du Système solaire et ceux de notre corps, pourraient avoir une origine extragalactique, et ce sans tenir compte des fusions de galaxies. Reste cependant à tester ces prédictions en mesurant dans le monde réel ces échanges de matière qui se feraient principalement des galaxies naines vers les grandes galaxies comme Andromède ou la Voie lactée. Le télescope Hubble et d'autres sur Terre devraient nous aider à atteindre ce but.