Une explosion parmi les plus lumineuses de notre galaxie aurait produit plus d'éléments lourds que prévu. Le sursaut gamma d'un magnétar en 2004 est désormais identifié comme une source majeure d'or, de platine et d'autres métaux rares.
Les chercheurs ont démontré que cet événement extrême, plus brillant que tout ce qui avait été observé auparavant dans la Voie lactée, a engendré des éléments lourds par désintégration radioactive. Cette découverte remet en question nos connaissances sur la formation des éléments et suggère que les magnétars pourraient jouer un rôle clé dans la dispersion de ces matériaux rares dans l'Univers.
Les éléments les plus légers, comme l'hydrogène et l'hélium, sont apparus peu après le Big Bang. Les étoiles ordinaires produisent des éléments plus lourds, tels que l'oxygène et le fer, par fusion nucléaire. Cependant, la formation d'éléments encore plus lourds que le fer nécessite des conditions bien plus extrêmes, que l'on trouve rarement dans l'Univers.
Une équipe de l'Université Columbia, dirigée par le professeur Brian Metzger et le doctorant Anirudh Patel, a apporté une réponse inédite. Leur étude révèle qu'une explosion éruptive survenue en 2004 a probablement généré une quantité significative d'éléments lourds. Cet événement a libéré en une demi-seconde plus d'énergie que le Soleil en 250 000 ans.
Les magnétars, des étoiles à neutrons dotées des champs magnétiques les plus intenses de l'Univers, sont capables de produire des éruptions extrêmes. Le sursaut de 2004, provenant du magnétar SGR 1806-20, a été si puissant qu'il a affecté l'atmosphère terrestre. L'observatoire spatial INTEGRAL a également détecté un signal gamma prolongé, attribué à la désintégration d'éléments lourds nouvellement formés.
Les chercheurs estiment que jusqu'à 10% des métaux précieux sur Terre pourraient provenir de magnétars. Cette découverte, publiée dans
The Astrophysical Journal Letters, ouvre de nouvelles perspectives sur l'origine des éléments lourds dans l'Univers.
Comment les magnétars produisent-elles des éléments lourds ?
Les magnétars, avec leurs champs magnétiques extrêmement puissants, créent des conditions uniques pour la synthèse d'éléments lourds. Lors d'un sursaut gamma, les réactions nucléaires dans la croûte de l'étoile à neutrons peuvent produire des éléments comme l'or et le platine.
Ces éléments sont ensuite dispersés dans l'espace lors de l'explosion, contribuant à l'enrichissement chimique de la galaxie. Ces évènements, connu sous le nom de processus r, est essentiel pour comprendre la distribution des métaux précieux dans l'Univers.
La découverte récente montre que les magnétars pourraient être une source majeure de ces éléments, rivalisant avec les fusions d'étoiles à neutrons. Cela élargit notre compréhension des phénomènes astrophysiques capables de générer des éléments lourds.
Quel est l'impact des sursauts gamma sur la Terre ?
Les sursauts gamma, bien que lointains, peuvent avoir des effets mesurables sur notre planète. Le sursaut de 2004 a perturbé l'ionosphère terrestre, démontrant l'immense énergie libérée par ces événements.
Ces perturbations peuvent affecter les communications radio et les systèmes de navigation par satellite. Cependant, la distance des magnétars dans notre galaxie rend peu probable un impact direct sur la vie terrestre.
L'étude de ces événements permet également de mieux comprendre les risques potentiels pour les futures missions spatiales. Les astronautes pourraient être exposés à des niveaux élevés de radiation lors de sursauts gamma particulièrement intenses.