Une récente étude, publiée dans la revue Nature Astronomy, vient de nous révéler ce qui serait apparemment la véritable source du carbone dans notre Voie Lactée.
L’origine du carbone a, en effet, fait l’objet d’un débat de longue date chez les astrophysiciens, les uns prétendant que le carbone est produit l’explosion des enveloppes des étoiles de faible masse lors de leurs transformations en naines blanches, qui s’éparpille ensuite dans l’univers grâce aux vents stellaires. Une autre théorie soutient que le carbone est en grande partie le fruit des réactions nucléaires qui se produisent sur des étoiles de grande taille qui peuvent finir en supernovae.
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Pour mener leurs recherches, le professeur Paola Marigo de l’Université de Padoue, le professeur Enrico Ramirez-Ruiz de l’Université de Californie (Santa Cruz), Dr. Jeffrey Cummings de l’Université Johns Hopkins et Dr Pier-Emmanuel Tremblay de l’Université de Warwickses ont analysé des naines blanches, situées dans 5 amas d’étoiles différentes.
L’équipe est ainsi parvenue à une potentielle réponse sur l’origine du carbone en analysant les données de ces 5 systèmes stellaires abritant des naines blanches. Des données collectées en 2018, avec l’observatoire WM Keck d’Hawaï.
Le carbone provient-il des étoiles de faible masse ou des étoiles géantes ?
Afin de répondre à cette problématique, les masses originelles des naines blanches des systèmes NGC 752, NGC 6121, NGC 6819, NGC 7789 et Ruprecht 147 ont ainsi été estimées par ces astrophysiciens. « En utilisant la théorie de l’évolution stellaire, nous avons pu remonter jusqu’aux étoiles progénitrices et dériver leurs masses à la naissance », précise le professeur Ramirez-Ruiz.
Sachant la masse actuelle de ces étoiles, les chercheurs ont établi ce qu’ils appellent la relation de masse initiale-finale. Et ils ont trouvé une corrélation entre les différentes valeurs des masses de ces naines blanches.
Le professeur Marigo et ses collègues suggèrent que cette corrélation est la « signature de la synthèse de carbone faite par des étoiles de faible masse dans la Voie lactée ». En clair, ce sont les naines blanches qui produisent le carbone en grande quantité, selon ces chercheurs.
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Un minimum de 1,5 masse solaire est nécessaire pour produire du carbone
Outre ce postulat, cette équipe d’astrophysiciens a également identifié qu’une masse minimale, équivalant à 1,5 fois la masse solaire, est requise pour qu’une étoile puisse diffuser un matériel riche en carbone.
Ainsi, à partir de 2 masses solaires, ces dernières contribueraient à l’enrichissement de notre Voie Lactée en carbone, les naines blanches correspondant à cette catégorie de masse.
Dans le cœur de ces naines blanches, trois noyaux d’atomes d’hélium se combinent ainsi en un noyau d’atome de carbone via la réaction nucléaire de fusion. À mesure que l’étoile vieillit, les atomes de carbone ainsi produits remontent vers la surface de l’étoile, pour finir dispersés dans la Voie Lactée avec les vents stellaires.
Ce qui aurait fourni notre galaxie en cet élément si important pour la vie.
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