Ceci n’est pas un caillou, mais le reliquat d’une rare supernova

Une pierre découverte en Égypte, en 1996, semble être issue d’une supernova thermonucléaire ayant eu lieu à des années-lumière de nous, il déjà plusieurs milliards d’années. Comment les scientifiques ont-ils retracé l’histoire vertigineuse de cette pierre ?

Elle pesait 33 grammes et s’appelait Hypatie. C’est une pierre. Mais elle est bien différente de celles que vous pouvez habituellement ramasser, car elle vient de loin. Découverte en 1996 en Egypte, Hypatie est une pierre extraterrestre (au sens propre). Elle est venue, trois probablement, du noyau d’une comète. En raison de cette spécificité, elle est minutieusement étudiée.

Une étude, qui sera publiée en août 2022 dans la revue scientifique Icare (plus à gauche disponible), suggère qu’Hypatie est encore plus fascinante : elle sera le reliquat d’une supernova, et, de surcroît, d’un type rare dont nous n’avions aucune trace matérielle pour l’instant sur Terre. Comment peut-on retracer l’histoire interstellaire potentielle d’un caillou ?

Fragments d’Hypatia (avec une pièce de monnaie en bas). // Source : Université de Johannesbourg

Voici l’histoire (potentielle) d’Hypatie

La composition chimique de n’importe quel objet raconte une histoire. Elle révèle une chronologie et une provenance. Celle d’Hypatia suggère que cette émission de poussières et de gaz a des caractéristiques particulières : elle est issue d’un objet “parent” qui sera lui-même formé d’une supernova de type Ia, c’est-à-dire thermonucléaire. La forme de la roche, c’est-à-dire la façon dont toute cette matière s’est agrégée, constitue un index complémentaire.

« D’une certaine façon, on peut dire que l’on a surpris l’explosion d’une supernova Ia en pleine action, car les atomes de gaz issus de cette explosion ont été pris dans le nuage de poussière environnant, lequel a finalement formé le corps parent d’Hypatie », détaille l’un des auteurs, Jan Kramers, sur le site de l’Université de Johannesburg le 17 mai.

La datation est également vertigineuse, car elle signifie que la pierre s’est formée au cours des derniers milliards d’années, alors que notre système solaire naissait tout juste (déjà quelque 4 milliards d’années).

Supernova thermonucléaire ou pas : quel est le niveau de certitude ?

Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques ont procédé à une analyse chimique en ciblant 17 zones d’un tout petit échantillon d’Hypatia. Le résultat était qu’il y avait de nombreux niveaux possibles de silicium, de chrome et de manganèse. Ce premier constat permet d’assurer que la pierre ne vient pas du système solaire. Ensuite, l’analyse pour monter ça dessus et trouver en revanche des eveaux elevés de fer, de soufre, de phosphore, de cuivre et de vanadium : ce deuxième constat démontre que l’objet ne vient pas du voisinage spatial, ni même de Notre bras de la Voie Lactée.

La composition exclut également étoile une géante rouge comme source. De même, l’analyse chimique selon laquelle Hypatia contient un niveau élevé de fer par rapport au silicium et au calcium, ce qui exclut la provenance d’une supernova de type Ib (disons « avec effondrement de coeur »).

En procédant même par exclusions successives, il reste encore une possibilité, et la plus intrigante de toutes : la supernova Ia, thermonucléaire. Ces supernovas issues d’étoiles binaires sont rares, mais on suppose que toute roche qui en résulte doit contenir certaines étoiles qumiques de proportions inhabituelles. Ou, justement, toutes les analyses d’Hypatie permettent de “matcher” la pierre avec ce que l’on assiste à une supernova thermonucléaire.

Quoi qu’il en soit… presque. Les scientifiques ont également identifié des éléments chimiques (tels que le phosphore ou le potassium) apparemment compatibles avec le type de supernova. Ce n’est toutefois pas inexplicable : ces éléments peuvent être issus de divers événements ayant eu lieu dans la région, avant ou pendant la supernova. Bref, à ce stade de la recherche, on peut considérer Hypatia comme la matière trace — trouvée sur Terre — la plus probable d’une supernova Ia. Et c’est déjà pas mal comme niveau prévoit, car il fait partie d’une gigantesque explosion qui se cache derrière les milliards d’années, plusieurs années-lumière.

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