Première simulation de la supernova qui a engendré notre système solaire

L'origine du système solaire est l'un des problèmes fondamentaux de l'astrophysique. Le mécanisme général est bien compris – un nuage géant de gaz et de poussière a dû s'effondrer pour former le Soleil et les planètes – mais le diable est le détail. Par exemple, qu'est-ce qui a pu déclencher un tel effondrement ?

Il existe divers indices. Le plus alléchant vient de l'étude des isotopes à l'intérieur des météorites. Celles-ci sont importantes car les astrophysiciens pensent que ces roches se sont formées lors de l'effondrement et sont restées intactes depuis. Ainsi, leur composition isotopique est le reflet direct des conditions qui existaient à l'intérieur du nuage de gaz lors de sa condensation.

Une énigme est la quantité d'aluminium-26 dans ces roches lorsqu'elles se sont formées. L'Al-26 a une demi-vie d'environ 700 000 ans. Il ne faut donc pas longtemps pour que le rapport entre l'Al-26 et son cousin, l'Al-24, change.

Mais le rapport est étrangement élevé dans une classe de météorites à chondrite carbonée appelées CV-chondrites (le « V » vient du fait qu'elles portent le nom d'une météorite qui est tombée sur Vigarano, en Italie). Quelque chose a dû injecter de l'Al-26 fraîchement forgé dans ce nuage de gaz lorsqu'il s'est effondré.

Les mesures isotopiques horodatent également la formation de ces météorites, ce qui soulève une autre énigme. Les mesures indiquent que les météorites doivent toutes s'être formées à moins de 20 000 ans d'intervalle, c'est pratiquement simultanément sur ces échelles de temps.

Alors qu'est-ce qui a pu produire cet Al-26 et déclencher la formation de météorites si rapidement ?

Il y a plusieurs possibilités. Différents types d'étoiles libèrent de l'Al-26 dans le vent qui s'éloigne d'elles. Une idée est que notre système solaire s'est formé près de l'un d'entre eux.

La plupart des astrophysiciens sont cependant favorables à une autre idée. C'est qu'une supernova s'est produite à proximité, envoyant une onde de choc de gaz chauds, dont de l'Al-26, traversant notre nuage géniteur.

La difficulté est de distinguer ces scénarios.

Aujourd'hui, Matthias Gritschneder de l'Université de Pékin à Pékin et quelques copains dévoilent une nouvelle simulation informatique de la formation du système solaire qui favorise clairement l'hypothèse de la supernova.

Le nouveau modèle recrée ce qui se passe lorsqu'une onde de choc de gaz chauds d'une supernova traverse un nuage précurseur de gaz froids.

Non seulement la supernova fournit exactement la bonne quantité d'Al-26, mais l'onde de choc provoque également l'effondrement de notre nuage de gaz, déclenchant ainsi la formation du système solaire.

De plus, l'ensemble du processus se déroule très rapidement. Les CV-chondrites se sont probablement formées lorsque la température du nuage de gaz est tombée en dessous d'environ 1800 degrés C.

Le nouveau modèle montre que cela se serait produit sur une échelle de temps compatible avec les 20 000 ans suggérés par les preuves.

Il y a certainement des améliorations qui pourraient être apportées à ce modèle. Il s'agit d'une simulation 2D, plutôt que 3D, donc certains processus physiques peuvent ne pas être simulés exactement. Il existe également d'autres rapports isotopiques qui doivent être expliqués.

Mais ceux-ci devront attendre que des simulations plus avancées soient possibles avec une plus grande puissance de calcul.

En attendant, les astrophysiciens seront soulagés de constater que leurs idées les plus chères sur la formation du système solaire portent, voire fleurissent, sous l'examen des tests numériques les plus puissants possibles aujourd'hui.

3 novembre : modifié pour modifier une erreur dans la demi-vie de l'Al-24

Réf : arxiv.org/abs/1111.0012 : La supernova a déclenché la formation et l'enrichissement de notre système solaire

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