Au départ, il y avait un nuage moléculaire. Puis, plusieurs étoiles s'y sont formées, dont le Soleil. Ce dernier s'est ensuite éloigné pour devenir une étoile solitaire. Mais combien de sœurs notre étoile a-t-elle ? Des scientifiques viennent de trouver la réponse.
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L'histoire de notre Système solaire commence par un gigantesque nuagenuage moléculaire, constitué majoritairement d'hydrogène. Au sein de ce nuage, plusieurs effondrementseffondrements gravitationnels mènent à la formation de protoétoiles. Le tout devenant petit à petit un amas ouvert d'étoilesamas ouvert d'étoiles, contenant de plusieurs centaines à plusieurs milliers d'étoiles, ayant toutes à peu près le même âge.
D'après ce scénario, le Soleil devrait alors avoir de nombreux « frères et sœurs », d'autres étoiles nées à la même période du même nuage moléculaire. Celles-ci auraient donc une signature chimique proche de la sienne. L'une d'entre elles a été retrouvée en 2014, nommée HD 162826 et située à 110 années-lumière de nous. La suivante en 2018, HD 186302, avec une signature spectrale encore plus proche de celle du Soleil suggérant qu'elle pourrait avoir été sa jumelle. Depuis, plus de nouveaux candidats sont découverts.
Des météorites comme images de notre passé
Au total, ces astres seraient des centaines, voire des milliers. Mais comment les retrouver, ou juste les compter ? Une étude prépubliée sur arXiv et qui a été acceptée dans la revue Astronomy & Astrophysics s'est penchée sur ce dernier point. Les chercheurs se sont basés sur un événement de notre passé, qui aurait grandement influencé la composition du Système solaire : une supernovasupernova à effondrement de cœur provoqué par une étoile très massive.
Après leur formation, les amas ouverts d'étoiles se fragmentent, en raison d'interférencesinterférences gravitationnelles. Ainsi, le Soleil s'est éloigné de son lieu d'origine pour finir isolé à sa place actuelle. Mais selon l'étude, et d'autres études précédentes, tout porteporte à croire qu'une étoile très massive aurait violemment explosé à proximité, avant sa migration. Un scénario plausible, car les étoiles de massemasse supérieure à 20 masses solaires vivent moins longtemps que celles moins massives, utilisant plus vite leur carburant, et éjectent violemment leurs couches supérieures lors de la supernova après seulement quelques millions d'années.
Et lorsque cela se produit, elles libèrent des isotopesisotopes radioactifs que l'on peut ensuite retracer, comme l'aluminiumaluminium 26 (26Al ) ou le ferfer 60. D'une duréedurée de vie de 717 000 ans, ce radionucléideradionucléide suit un schéma de désintégration bien connu, permettant de dater de très anciennes roches qui en contiennent des traces. Et c'est le cas des météoritesmétéorites les plus primitives de notre Système solaire, les chondriteschondrites carbonées. Elles contiennent à la fois des zones riches en 26Al, et des zones qui en sont dépourvues. Plusieurs scénarios pourraient expliquer cette présence isotopique, comme des ventsvents en provenance d'étoiles de Wolf-Rayet, mais selon les chercheurs, la supernova reste l'hypothèse la plus probable.
Entre 500 et 10 000 étoiles sœurs !
Mais comment déduire le nombre de frères et sœurs du Soleil à partir de ces hypothèses ? Par des probabilités : les chercheurs ont évalué le nombre d'étoiles nécessaire au départ pour qu'une supernova à effondrement de cœur puisse se produire à proximité du Soleil. Des études précédentes avaient déjà effectué des calculs similaires, et trouvé un nombre d'étoiles situé entre 1 000 et 10 000. Mais ils se basaient seulement sur la probabilité qu'une étoile très massive soit formée au sein de l'amas ouvert, pouvant conduire à une supernova et à l'éjection de radionucléides.
Cette fois, l'équipe a aussi pris en compte le moment auquel a été produite la supernova, donc la mort de cette étoile. Car, « comme la durée de la formation de CAI [inclusions riches en calciumcalcium et en aluminium, les plus anciens éléments du Système solaire] est d'environ 105 ans, l'événement d'injection directe se serait produit au cours des 105 premières années de la formation du Système solaire ». Ils ont donc compté le nombre d'étoiles nécessaires pour que la supernova se produise avant la période de formation d'étoiles au sein de l'amas.
Et ils ont constaté un nombre significativement plus grand que les précédentes estimations, un fait plutôt logique puisque la durée pendant laquelle peut se produire la supernova est réduite ! Selon la durée de formation d'étoiles dans l'amas, le Soleil compte au moins 2 000 étoiles pour une durée de 12 millions d'années, et 20 000 pour 5 millions d'années. Si l'on ne tient pas compte du moment de l'explosion, ce nombre retombe à 500 ! Les chercheurs concluent sur les prochaines études à faire pour déterminer si oui ou non, il y a eu supernova, et quelle influence elle aurait vraiment eue sur notre Système solaire.
