Grâce aux observations récentes de la sonde Voyager associées à des simulations numériques, des physiciens du CNRS ont montré que les noyaux radioactifs de béryllium contenus dans les premiers solides du Système solaire ont pu être produits à la suite de l’explosion d’une ou plusieurs étoiles massives précédant sa naissance. Ces travaux, publiés dans Astrophysical Journal, renforcent l’hypothèse selon laquelle la naissance du Soleil aurait eu lieu dans des conditions peu communes au sein de la Voie lactée.

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    La présence de noyaux radioactifs de courte durée de vie (inférieure à quelques millions d'années) dans le disque protoplanétaire pose une contrainte majeure aux scénarios de formation du Système solaire. Parmi ces noyaux, le béryllium (10Be) présente une caractéristique, il ne peut être synthétisé efficacement au sein des étoiles. Il est produit uniquement par des réactions nucléairesréactions nucléaires induites par des particules chargées accélérées jusqu'à plus de 15 % de la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière.

    À ce jour, le scénario favorisé pour expliquer la présence de 10Be dans le Système solaire primitif tenait à une production induite par des noyaux légers (protonsprotons, particules alpha) accélérés au voisinage du SoleilSoleil, lorsque celui-ci était en formation. Pourtant, les analyses isotopiques récentes d'inclusions minérales primitives contenues dans des météoritesmétéorites - ces FUN-CAI (Fractionation and Unidentified Nuclear isotopesisotopes anomaliesanomalies in CalciumCalcium Aluminum-rich Inclusions) sont des phases réfractairesréfractaires qui ont condensé à haute température et dont la composition isotopique n'a pas été modifiée depuis leur formation il y a 4,6 milliards d'années - montrent que le nuagenuage de gazgaz et de poussières protosolaires contenait lui-même une contaminationcontamination en 10Be.

    Les météorites primitives contiennent des phases réfractaires qui ont condensé à haute température à proximité du Soleil dans sa jeunesse. Certaines, les FUN-CAI, conservent des anomalies isotopiques qui existaient lors de la formation du Système solaire. © A. Krot, <em style="font-size: 13px; line-height: 1.5em; text-align: justify;">University of Hawaii</em>

    Les météorites primitives contiennent des phases réfractaires qui ont condensé à haute température à proximité du Soleil dans sa jeunesse. Certaines, les FUN-CAI, conservent des anomalies isotopiques qui existaient lors de la formation du Système solaire. © A. Krot, University of Hawaii

    Le Soleil serait né dans un contexte inhabituel

    Les physiciensphysiciens du CNRS ont étudié les différentes possibilités de produire ces quantités de béryllium observées dans ces phases minérales primitives. À l'aide des observations récentes de la sonde Voyager (aux limites du Système solaire) et de simulations numériquessimulations numériques, ils ont reconstruit le flux de particules rapides qui existait à proximité de notre étoile en formation et ont montré que la quantité de 10Be induite par ce flux ne peut pas rendre compte de la contamination déduite de l'analyse des inclusions FUN.

    En revanche, les observations sont compatibles avec la contamination en 10Be du nuage protosolaire par une ou plusieurs supernovae. Dans ce cadre, les chercheurs ont étudié en particulier la production de 10Be dans une couche de gaz dense générée par les ventsvents d'une étoile massive qui se serait échappéeéchappée de son amas d'origine (une étoile fugueuse). Un tel scénario permet en effet d'expliquer la présence initiale d'autres noyaux radioactifs dans des inclusions réfractaires de météorites.

    L'interaction d'une étoile massive fugueuse avec un nuage de gaz interstellaire étant un événement rare, ces travaux suggèrent que notre étoile est née dans un contexte astrophysiqueastrophysique particulier.