Ici sur Terre, la pratique de l'alchimie avait autrefois son époque - essayer de transformer le plomb en or. Au lieu d'un scientifique cherchant désespérément une formule sublime, cela pourrait se produire lorsque les étoiles à neutrons fusionnent dans une collision violente.
Nous sommes tous conscients de la façon dont la fusion nucléaire crée les éléments à partir des étoiles. L'hydrogène est brûlé en hélium, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il atteigne le fer. C’est juste la façon dont la physique stellaire fonctionne et nous l’acceptons. À ce jour, la science a émis l'hypothèse que des éléments plus lourds étaient la création d'événements de supernovae, mais de nouvelles études réalisées par des scientifiques de l'Institut Max Planck d'astrophysique (MPA) et affiliés à l'Excellence Cluster Universe et à l'Université libre de Bruxelles (ULB) indiquent ils peuvent se former lors de rencontres avec la matière éjectée des étoiles à neutrons.
"La source d'environ la moitié des éléments les plus lourds de l'Univers est un mystère depuis longtemps", explique Hans-Thomas Janka, scientifique principal au Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) et au sein du Excellence Cluster Universe. «L'idée la plus populaire a été, et pourrait encore être, qu'ils proviennent d'explosions de supernova qui mettent fin à la vie d'étoiles massives. Mais les nouveaux modèles ne soutiennent pas cette idée. »
Bien que cela puisse prendre des millions d'années pour qu'un tel rendez-vous se produise, il n'est pas impossible que deux étoiles à neutrons dans un système binaire se rencontrent finalement. Les scientifiques du MPA et de l'ULB ont maintenant simulé toutes les étapes des processus grâce à la modélisation informatique et pris note de la formation des éléments chimiques qui sont la progéniture.
«En quelques secondes seulement après la fusion des deux étoiles à neutrons, les forces de marée et de pression éjectent une matière extrêmement chaude équivalente à plusieurs masses de Jupiter», explique Andreas Bauswein, qui a effectué les simulations au MPA. Une fois ce soi-disant plasma refroidi à moins de 10 milliards de degrés, une multitude de réactions nucléaires ont lieu, y compris des désintégrations radioactives, et permettent la production d'éléments lourds. "Les éléments lourds sont" recyclés "plusieurs fois dans diverses chaînes de réaction impliquant la fission de noyaux super-lourds, ce qui rend la distribution d'abondance finale devenue largement insensible aux conditions initiales fournies par le modèle de fusion", ajoute Stéphane Goriely, chercheur à l'ULB et expert en astrophysique nucléaire de l'équipe.
Leurs résultats concordent bien avec les observations des distributions d'abondance dans le système solaire et les vieilles étoiles. Par rapport aux possibles collisions d'étoiles à neutrons survenues dans la Voie lactée, les conclusions sont les mêmes - cette spéculation pourrait très bien être l'explication de la distribution des éléments plus lourds. L'équipe prévoit de poursuivre ses études tout en cherchant «à détecter les sources célestes transitoires qui devraient être associées à l'éjection de matière radioactive dans les fusions d'étoiles à neutrons». Comme un événement de supernova, la chaleur de la désintégration radioactive brillera comme… eh bien…
De l'or dans le noir.
Source de l'histoire originale: Max Planck Institut News. Pour en savoir plus: nucléosynthèse du processus R dans la matière éjectée dynamiquement des fusions d'étoiles à neutrons.
