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Le néon, un acteur majeur de la mort des étoiles

L’évolution des étoiles a depuis toujours fasciné les astrophysiciens.



L’étude des réactions nucléaires qu’elles cachent en leur cœur a notamment permis d’expliquer l’origine de nombreux éléments chimiques. La fusion de l’hydrogène est le premier maillon d’une longue chaîne de réactions nucléaires (la nucléosynthèse), qui une fois terminées, aboutissent à la mort de l’étoile. Si le scénario de fin de vie des « petites » étoiles et des plus massives est en théorie bien connu, le sort des étoiles intermédiaires demeure incertain.


Des chercheurs canadiens de l’Université Dalhousie se sont intéressés à la question. Ils ont récemment publié une étude suite à la découverte d’une transition nucléaire exceptionnellement forte, qui pourrait être impliquée dans la mort des étoiles intermédiaires. Le cycle de vie des étoiles Une étoile est constituée d’un mélange de gaz chaud ; cet équilibre est maintenu tant que la pression du gaz s’oppose à l’attraction gravitationnelle. Plus on se rapproche du centre, plus la pression augmente, de manière à compenser la force appliquée par les couches supérieures. Le déséquilibre de température entre le centre (d’une dizaine de millions à quelques centaines de millions de degrés) et la surface (entre quelques milliers et quelques dizaines de milliers de degrés) entraîne un transfert d’énergie thermique. Ce flux d’énergie, en surface, s’échappe et est converti en rayonnement (l’étoile brille). Cette perte d’énergie est compensée par l’énergie libérée lors des réactions nucléaires qui se déroulent au centre. Mais quand ces ressources internes s’épuisent, les réactions thermonucléaires s’achèvent, et le cœur de l’étoile s’effondre alors sous sa propre gravité, formant un résidu compact tandis que son enveloppe gazeuse est éjectée dans l’espace.


Pour la plupart des étoiles, les moins massives, comme notre soleil, l’enveloppe gazeuse disparaît sous forme d’une nébuleuse et le cœur résiduel devient une naine blanche. Pour les étoiles beaucoup plus grosses, l’enveloppe gazeuse explose violemment – c’est ce que l’on appelle des supernovas – et il se forme au centre une étoile à neutrons, voire un trou noir pour les étoiles les plus imposantes. La mort des étoiles de taille intermédiaire (entre 7 et 11 fois la masse solaire) demeure cependant source d’interrogations. Cette fin de vie aboutit-elle ou non à une explosion ? Si oui, quel est le produit final ?


Une question de timing Une simulation des réactions qui se déroulent au cœur des étoiles de masse intermédiaire a montré que la fusion de l’hydrogène en hélium finissait par aboutir à la formation de noyaux d’oxygène, de néon et de magnésium. La fréquence à laquelle les atomes de néon capturent les électrons est essentielle au bon déroulement du processus. Celui-ci libère de l’énergie qui conduit à l’explosion de l’oxygène. Mais l’instant exact où est libérée cette énergie et se déroule l’explosion semble déterminer l’issue de la réaction en chaîne.


Source : https://trustmyscience.com/neon-acteur-majeur-de-la-mort-des-etoiles/

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