Voir des étoiles à neutrons produire des métaux lourds

La presse scientifique se déchaine et les autres médias emboitent le pas. Pourtant, pour le commun des mortels, cette nouvelle ne l’intéressera que très peu, puisqu’elle ne parle ni de sports ni de potins de stars. Elle confirme plusieurs hypothèses sur les mécanismes qui créent les éléments les plus lourds, dont l’or, le platine et l’uranium. Deux étoiles à neutrons se sont livrées à une danse mortelle en révolutionnant l’une autour de l’autre jusqu’à fusionner. Mais que sont ces étoiles à neutrons?

On connait tous l’image classique d’un atome avec son noyau composé de protons et de neutrons et un paquet d’électrons gravitant autour de lui. Malgré l’imprécision de cette image, elle est suffisante pour comprendre ce qu’est une étoile à neutrons. Une étoile classique est un délicat équilibre entre deux pressions antagonistes. Tout d’abord, une pression d’expansion issue de l’explosion thermonucléaire de son noyau lorsque quatre atomes d’hydrogène fusionnent pour former un atome d’hélium. La deuxième est une pression de compression provenant de la force gravitationnelle tendant à écraser les atomes. De ces deux forces inverses résulte une étoile stable.

Mais le carburant nucléaire n’est pas infini et lorsque meurt tout espoir de fusionner suffisamment d’atomes pour préserver cet équilibre, la gravitation gagne son combat et écrase sans pitié les atomes devenus vulnérables. Les électrons des différents atomes voisins ne parviennent plus à se repousser mutuellement et sont écrasés sur les noyaux. Protons et électrons n’ont d’autre choix que de fusionner pour produire des neutrons. Ne reste plus des atomes originaux qu’un tas de neutrons empilés, un état dégénéré de la matière. L’espace autrefois utilisé par les électrons pour révolutionner autour des noyaux et maintenir les atomes à distance entre eux n’existe plus. Quasiment toute la masse de l’étoile est devenue un bloc extrêmement compact de neutrons, si compact que le diamètre de l’étoile tout entière ne dépasse pas la trentaine de kilomètres. Voilà ce qu’est en peu de mots une étoile à neutrons.

Ce qui est survenu très récemment, c’est la fusion de deux de ces étoiles à neutrons et nous étions prêts à les observer. Je parlerai dans un autre article du mécanisme qui nous a permis de répondre: «présent!»  Lors de cette fusion cataclysmique, une bonne partie des neutrons réussissent à se libérer du champ gravitationnel lorsqu’ils sont violemment éjectés. Durant ce processus, une partie des neutrons redeviennent des protons et des électrons, car la pression les retenant dans cet état dégénéré est disparue. Le résultat est que des noyaux d’atomes normaux se créent tout comme leur cortège d’électrons. Puisque la matière première de ces nouveaux atomes n’est qu’un tas de neutrons, ce sont des atomes de préférence très lourds qui se créent. C’est ainsi que se fabriquent les plus lourds atomes du tableau périodique des éléments chimiques dont l’or, le platine, l’uranium, le mercure, le plomb, et autres métaux lourds.

C’est la première fois que nous voyons et enregistrons une foule de données tirées directement de ce phénomène autrefois uniquement présumées. Elles serviront à affiner les modèles théoriques et peut-être à découvrir d’autres phénomènes sous-jacents.

Même si on peut très bien vivre sans vraiment comprendre l’origine de ces éléments chimiques aujourd’hui indispensables à notre mode de vie profondément ancrée dans la technologie moderne, une fois de plus, l’humain a décodé une autre curiosité de la Nature, et ce n’est pas rien. Maitriser ces phénomènes nous aide à grandir, à progresser vers de nouvelles connaissances fondamentales.

Un vaisseau spatial est l’assemblage cohérent d’une quantité incroyable de connaissances qui, prises individuellement, nous sembleraient probablement inutiles si nous nous reportions à l’époque de leurs découvertes. Notre existence sur Terre finira un jour par atteindre son terme. Ce n’est pas une prédiction, mais une conséquence de la fin inexorable de notre étoile, le Soleil. Même s’il nous reste encore bien du temps devant nous, chaque nouvelle compétence nous rapproche un peu plus du moment où il nous sera possible de migrer avec succès vers d’autres mondes aujourd’hui inconnus.

Oui, je vous avais promis un article sur les extraterrestres. Il sera bientôt publié, c’est promis. J’ai toutefois considéré devoir passer cette extraordinaire nouvelle en priorité.

Photo: Huffington Post

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