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Une pierre extraterrestre découverte en Egypte pourrait être la preuve d'une explosion de supernova Ia

Une pierre extraterrestre découverte en Egypte pourrait être la preuve d'une explosion de supernova Ia
18 mai 2022 à 12:004 min
Par Chloé Rosier

Une pierre extraterrestre trouvée dans le désert égyptien pourrait bien être la preuve physique de l'existence d'une supernova extrêmement rare des débuts de notre galaxie.

Hypatia, le nom de la pierre retrouvée en Egypte, a été étudiée avec de nouveaux procédés de chimie médico-légale qui ont permi de mieux la comprendre. Dans un article publié dans Icarus, Jan Kramers, Georgy Belyanin et Hartmut Winkler de l'Université de Johannesburg expliquent avoir découvert des indices chimiques inhabituels sur la pierre.

Depuis 2013, ils étudient donc le fragment et tentent de comprendre quel évènement aurait pu créer une telle pierre, d'où elle provient dans la galaxie et ce que sa découverte représente.

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Leur hypothèse de départ : une supernova très rare

Selon scitechdaily, leur hypothèse sur l'origine d'Hypatia serait une étoile géante rouge effondrée en une étoile naine blanche, dans une nébuleuse (un gigantesque nuage de poussière cosmique), en compagnie d'une seconde étoile qu'elle aurait fini par "manger" avant d'exploser en supernova dans la nébuleuse. Un type de supernova extrêmement rare, appelée supernova Ia.

Après refroidissement, les atomes de gaz qui restaient de la supernova Ia ont commencé à se coller aux particules du nuage de poussière, donnant probablement naissance, des millions d'années plus tard, à la roche spatiale dont Hypatia est un morceau retrouvé sur Terre. Selon les scientifiques, ce processus a dû se produire dans une partie extérieure froide et sans incident de notre système solaire, dans le nuage d'Oort ou dans la ceinture de Kuiper.

Comme de nombreuses comètes ou astéroïdes, la roche s'est retrouvée proche de la Terre et a fini par tomber en météorite dans le désert d'Egypte. "Si cette hypothèse est correcte, la pierre d'Hypatie serait la première preuve tangible sur Terre d'une explosion de supernova de type Ia", explique Kramers.

Jan D. Kramers et al.

Ils éliminent petit à petit toutes les possibilités

La pierre a été analysée par différent processus (dont un faisceau de protons) afin d'étudier tous les éléments de sa composition qui pourraient indiquer aux scientifiques son origine.

"Nous avons trouvé un modèle cohérent d'abondance d'oligo-éléments qui est complètement différent de tout ce qui se trouve dans le système solaire, primitif ou évolué. Les objets de la ceinture d'astéroïdes et les météores ne correspondent pas non plus à cela. Ensuite, nous avons regardé à l'extérieur du système solaire", continue Kramers.

Cette information recueillie, Kramers a alors comparé le schéma de composition d'Hypatia avec ce que l'on s'attendrait à voir dans la poussière qui existe entre les étoiles de notre région de la Voie lactée. Aucune similitude !

Hypatia ne s'est pas formée sur terre, ne faisait partie d'aucun type connu de comète ou de météorite, ne s'est pas formée à partir de la poussière moyenne du système solaire interne, ni à partir de la poussière interstellaire moyenne non plus...

Mais d'où vient donc cette pierre ?

UniversalImagesGroup - Getty Images

À ce stade, les scientifiques ont pu éliminer nombres de suppositions de la provenance de la pierre. Ils continuent donc à éliminer les évènements cosmiques potentiels : 

  • pas d'une géante rouge

Hypatia a trop de fer, trop peu de silicium et de trop faibles concentrations d'éléments plus lourds que le fer. Elle ne vient donc pas de l'explosion d'une géante rouge.

  • pas une supernova de type II

Les données du faisceau de protons pour Hypatia excluent cette hypothèse également : une supernova de type II ne peut pas être la source de minéraux étranges comme le phosphure de nickel et il y a trop de fer dans la pierre par rapport au silicium et au calcium.

  • serait-ce une supernova de type Ia ?

Les supernovas de type Ia ne se produisent qu'une ou deux fois par galaxie et par siècle mais elles sont une des plus grande source de fer dans l'univers. Le fer que nous avons sur Terre vient d'ailleurs d'anciennes supernovae de type Ia. 

Comme expliqué plus haut, une supernova de type Ia se produit dans un enchainement d'évènements très précis : une étoile géante rouge en fin de vie s'effondre en une naine blanche très dense qui reste d'habitude très stable et n'explosent pas; cependant, dans certains cas rares, cette naine blanche est proche d'une autre étoile dont elle va 'aspirer' la matière pour finalement devenir trop dense, chaude et instable et va finir par exploser.

La fusion nucléaire lors de l'explosion de la supernova Ia doit créer des schémas de concentration d'éléments très inhabituels, comme le prédisent les modèles théoriques scientifiques acceptés. Schémas que l'on retrouve (en partie) dans Hypatia.

C'est bien une supernova de type Ia

"Toutes les données de supernova Ia et les modèles théoriques montrent des proportions de fer beaucoup plus élevées par rapport au silicium et au calcium que les modèles de supernova II ", explique Kramers. "À cet égard, les données du laboratoire de faisceaux de protons sur Hypatia correspondent aux données et aux modèles de supernova Ia."

Au total, 9 des 15 éléments analysés sont conformes aux proportions prévues : silicium, soufre, calcium, titane, vanadium, chrome, manganèse, fer et nickel. Cependant dans six des 15 éléments, les proportions étaient entre 10 et 100 fois plus élevées que les plages prédites : aluminium, phosphore, chlore, potassium, cuivre et zinc.

Les scientifiques expliquent cette différence dans le fait que Hypatia a pu hériter de ces proportions d'éléments de l'étoile géante rouge de base même si de plus amples analyses doivent encore confirmer cela.

Un voyage cosmique phénoménal nous venant tout droit du début de la formation de notre galaxie. Une petite pierre qui a fait du chemin pour finalement se retrouver dans un désert sur notre planète...

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