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    Coatlicue, l'étoile qui a engendré le Soleil  
    David Fossé - Ciel & Espace, no 509 - 2012-10-01      
    L'arbre généalogique du Système solaire prend racine !
Le Soleil serait le fils d'une étoile unique, Coatlicue, affirment les chercheurs Matthieu Gounelle et Georges Meynet.
Trente fois plus massive que lui, apparue quelques millions d'années avant sa naissance, cette ancêtre aurait laissé sa trace dans l'ADN de certaines météorites.
 
    Le Soleil doit-il son existence au souffle d'une étoile géante ? Un astre 100 fois plus étendu que lui, qui a disparu voici 4,5 milliards d'années ? Matthieu Gounelle (Muséum national d'histoire naturelle) et Georges Meynet (observatoire de Genève) en sont persuadés. "Notre étoile est née avec quelques centaines d'autres dans une coquille de gaz dense située à 15-30 années-lumière d'une étoile de plus de 30 masses solaires", écrivent-ils dans la fascinante généalogie du Soleil qu'ils viennent de publier." Cet astre formidable - baptisé Coatlicue, la mère du Soleil chez les Aztèques - aurait explosé en supernova après quelques millions d'années d'activité. Son empreinte serait cependant détectable aujourd'hui. Quelques milligrammes de matière météoritique permettraient de la voir…  
   

Le Soleil est probablement né sur la paroi d'une bulle de gaz chaud, creusée par une étoile massive dans un nuage moléculaire plus dense. De nombreuses bulles similaires sont observables dans notre galaxie - comme ici RCW 120, vue en infrarouge par le satellite Spitzer.

 
    La trace de Coatlicue est visible sous la forme d'un excès de magnésium 26 dans certaines météorites, souligne Matthieu Gounelle. Depuis des décennies, les cosmochimistes cherchent à comprendre pourquoi les fragments les plus anciens des météorites sont enrichis en certains éléments chimiques. La légère surabondance de magnésium 26 est claire : elle est due à la décomposition d'un élément radioactif, l'aluminium 26. Celui-ci aurait été injecté dans le disque protoplanétaire du Soleil lorsque ses premières poussières se sont formées, il y a 4,56 milliards d'années. Mais cet aluminium radioactif, d'où venait-il ? "Jusqu'à présent, les modèles mettaient en avant l'explosion d'une supernova proche", répond le chercheur. Logique : faire sauter une étoile semble la meilleure façon de disperser les éléments chimiques qu'elle fabrique dans son cœur. Sauf que l'aluminium 26 a une faible durée de vie (environ 1 million d'années). Pour expliquer les abondances mesurées dans les météorites, il fallait donc imaginer une supernova qui explose à moins de 1 année-lumière du Système solaire naissant ! Autant faire sauter une bombe à côté d'un berceau... "Dans notre scénario, ce n'est pas l'explosion de Coatlicue qui enrichit le Système solaire, mais simplement son vent stellaire", explique Matthieu Gounelle. Lorsqu'elles sont suffisamment brillantes et massives, les étoiles souillent en effet autour d'elles une partie de leur substance. Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient que l'aluminium 26 était trop enfoui dans le cœur de ces astres pour être dispersé ainsi. "Mais les modèles de structure d'étoiles de Georges Meynet ont montré le contraire, l'aluminium 26 peut être présent dans le vent d'une étoile. Du coup, nous n'avons plus besoin de supernova pour expliquer son injection dans le Système solaire primitif, se réjouit le cosmochimiste. C'est d'autant plus intéressa lit que, dans notre modèle, ce vent est aussi responsable de la naissance du Soleil : en poussant le gaz interstellaire autour de Coatlicue, c'est lui qui crée la coquille de gaz dense à 15-30 années-lumière où naît notre étoile," Gonnelle et Meynet vont même plus loin. En s'appuyant sur l'excès d'abondance d'un autre élément trouvé dans les météorites - le nickel 60, issu du fer 60 radioactif -, ils expliquent aussi l'origine de la mère du Soleil ! "Coatlicue était probablement la plus grosse étoile d'un amas de 1'000 à 2'000 membres apparu quelques millions d'années avant le Soleil", reprend le chercheur. La formation de cet amas aurait été provoquée par des ondes de choc de supernovae, issues d'une génération d'étoiles nées encore 10 millions d'années plus tôt, qui auraient en plus enrichi le gaz interstellaire en fer radioactif (durée de vie de 4 millions d'années).  
   

Des étoiles en cascade

 
    La présence d'éléments radioactifs de durée de vie différente dans les météorites s'explique par une formation stellaire en cascade, résume Matthieu Gounelle. L'aluminium 26 vient d'un astre relativement proche qui a vu la naissance du Soleil (Coatlicue). Le fer 60 à la longévité plus longue est issu d'une génération stellaire antérieure, qui a dispersé ses éléments dans un volume plus vaste. L'origine du Système solaire serait-elle résolue ? "Ce travail est clairement une contribution importante, mais je ne pense pas que ce soit le fin mot de l'histoire", juge Fred Adams, de l'université du Michigan. "Il faut maintenant se pencher en détail sur l'influence des soeurs de Coatlicue sur le jeune Système solaire", reconnaît Matthieu Gounelle. Peuvent-elles avoir une influence gravitationnelle sur son architecture ? Ou carrément empêcher le Soleil ou ses planètes de se former ? Il reste encore un peu de chemin avant que Coatlicue fasse son entrée dans les livres d'astrophysique.  
   

La naissance du Soleil en trois étapes

 
   

Dans le scénario proposé par le cosmochimiste Matthieu Gounelle et l'astrophysicien Georges Meynet, un premier amas de quelques milliers d'étoiles se forme au sein d'un vaste nuage moléculaire. Ce sont là les "grands-parents" de notre Soleil.

 
   

Après quelques millions d'années, les astres les plus massifs explosent en supernovae les uns après les autres. Ces supernovae enrichissent le nuage en fer 60 tout en provoquant la naissance d'une deuxième génération d'étoiles, après 10 millions d'années.

 
   

Le vent de l'étoile la plus massive de cet amas de 1'000 à 2'000 astres, Coatlicue, creuse une bulle entourée d'une coquille dense où apparaît une troisième génération, dont le Soleil. Le vent stellaire, enrichi en aluminium 26, contamine le Système solaire naissant.

 
   

 

 
       
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