Sciences

Pourquoi dit-on que nous sommes faits de poussières d’étoiles ?

VidéoClassé sous :Espace , formation des atomes , fusion nucléaire

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Cette vidéo de l'ESO nous raconte comment les étoiles fabriquent des atomes (ou plutôt des noyaux) par fusion nucléaire. Quand elles vieillissent et commencent à manquer de noyaux légers, elles fusionnent des éléments de plus en plus lourds. Ainsi apparaissent le carbone, l'oxygène, l'azote, le silicium, le soufre, etc. Quand elle finit par exploser, elle ensemence l'espace autour d'elle en éléments lourds qui, peut-être, seront absorbés dans des planètes se formant autour d'une étoile en train de naître. Ainsi, à part l'hydrogène (formé plus tôt), la matière qui nous constitue a un jour été engendrée au cœur d'une étoile disparue depuis longtemps.

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Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) est un réseau de 66 grandes antennes paraboliques installées sur le plateau de Chajnantor, au Chili, à 5.000 mètres d'altitude, opéré par l'ESO (Observatoire européen austral). Il recueille le rayonnement venu du ciel dont la longueur d'onde se situe autour du millimètre (0,32 à 36 mm), c'est-à-dire à cheval sur l'infrarouge et la radio. Les antennes peuvent fonctionner ensemble selon différentes configurations. C'est l'interférométrie, qui augmente considérablement la résolution : sur ce point, Alma fait dix fois mieux que Hubble.

Les longueurs d'onde étudiées font de cet instrument un observateur des endroits froids de l'univers. Alma ne regarde pas les étoiles mais les vastes nuages de matière, par exemple ceux où se forment les étoiles (comme la nébuleuse d'Orion), opaques à la lumière visible. C'est la spectroscopie, avec l'analyse des « raies d'absorption », engendrées par les gaz présents, qui permet de détecter la présence de certains éléments, atomiques (hydrogène par exemple) ou moléculaires (comme l'eau). De nombreuses molécules ont été repérées de cette manière, pour la plupart « organiques », c'est-à-dire composées d'une chaîne d'atomes de carbone, par exemple, remarquablement, un acide aminé (la glycine), de l'alcool éthylique et de l'acide cyanhydrique.

Dispersion des cendres d'une étoile

Depuis la fin du dix-neuvième siècle, les études de spectroscopie ont montré la composition des grands nuages de gaz, à commencer par les galaxies. Si l'hydrogène et l'essentiel de l'hélium ont été formés au moment du Big Bang, les noyaux lourds (donc les atomes, comme l'oxygène, l'azote, le carbone, le fer, etc.) apparaissent par fusion nucléaire au sein des étoiles suffisamment massives pour atteindre des pressions et des températures élevées et suffisamment vieilles pour manquer d'hydrogène, leur premier « carburant ». Quand, à bout d'énergie, ces étoiles explosent, elles dispersent loin autour d'elles ces noyaux lourds, qui ne seront pas perdus pour tout le monde. Dans les concentrations de matière où se formeront de nouvelles étoiles, ils se retrouveront peut-être sur des planètes toutes neuves.

Les observations de molécules organiques dans les nébuleuses ne prouvent pas, cependant, que celles qui ont animé la chimie prébiotique sur notre planète et conduit à la vie sont venues du ciel. C'est possible puisque les comètes et les astéroïdes en ont, certainement, apporté à la jeune Terre. Mais ces molécules ont aussi pu se former sur notre planète, comme elles l'ont fait sur Titan, sans doute sur Mars et même sur Pluton. Dans le cadre de nos connaissances actuelles, l'expression « poussières d'étoiles » rappelle donc le fait que, à part l'hydrogène, les atomes de nos corps sont nés un jour dans une étoile.

© ESO