Les éléments lourds que nous rencontrons dans notre vie quotidienne, comme le fer et l'argent, ne sont pas
La question de savoir ce que les événements astronomiques peuventproduire les éléments les plus lourds est resté un mystère pendant des décennies. Aujourd'hui, on pense que le processus r peut se produire lors de violentes collisions entre deux étoiles à neutrons, entre une étoile à neutrons et un trou noir, ou lors de rares explosions après la mort d'étoiles massives. Ces événements de haute énergie sont très rares dans l'univers. Lorsque cela se produit, les neutrons sont incorporés dans les noyaux des atomes puis convertis en protons. Étant donné que les éléments du tableau périodique sont déterminés par le nombre de protons dans leurs noyaux, le processus r crée des noyaux plus lourds à mesure que davantage de neutrons sont capturés.
Certains des noyaux formés en conséquenceprocessus r, sont radioactifs et mettent des millions d’années à se désintégrer en noyaux stables. Iode-129 et curium-247 — deux de ces noyaux qui se sont formés avant la formation du Soleil. Ils étaient noyés dans des solides qui tombaient finalement à la surface de la Terre sous forme de météorites. À l’intérieur de ces météorites, la désintégration radioactive a produit un excès de noyaux stables. Aujourd’hui, cet excès peut être mesuré en laboratoire pour déterminer la quantité d’iode 129 et de curium 247 qui étaient présentes dans le système solaire juste avant sa formation.
Pourquoi ces deux cœurs du processus r sont-ils si spéciaux?Ils ont la propriété habituelle: ils se désintègrent à peu près au même rythme. En d'autres termes, le rapport entre l'iode 129 et le curium 247 n'a pas changé depuis leur création il y a des milliards d'années.
«C'est une coïncidence étonnante, d'autant plus queétant donné que ces noyaux sont deux des cinq noyaux radioactifs du processus r qui peuvent être mesurés dans les météorites. Avec le rapport entre l’iode 129 et le curium 247 figé dans le temps comme un fossile préhistorique, nous pouvons observer directement la dernière vague de production d’éléments lourds qui a façonné la composition du système solaire et tout ce qu’il contient.
Benoit Côté, Observatoire de Konkola
L'iode, avec ses 53 protons, est plus facile à créer que le curium.avec ses 96 protons. En effet, davantage de réactions de capture de neutrons sont nécessaires pour obtenir un plus grand nombre de protons de curium. En conséquence, le rapport de l'iode 129 au curium 247 dépend fortement du nombre de neutrons disponibles au moment de leur création.
L'équipe a calculé l'iode-129 àcurium-247, synthétisé par des collisions d'étoiles à neutrons et de trous noirs, pour trouver le bon ensemble de conditions qui imitent la composition des météorites. Ils ont conclu que le nombre de neutrons disponibles lors du dernier événement du processus r avant la naissance du système solaire ne pouvait pas être trop important. Sinon, trop de curium se formerait par rapport à l'iode. Cela signifie que les sources très riches en neutrons, comme la matière détachée de la surface d'une étoile à neutrons lors d'une collision, n'ont probablement pas joué un rôle important.
Alors, qu'est-ce qui a créé ces noyaux r-process?Bien que les chercheurs aient pu fournir de nouvelles informations informatives sur la façon dont ils ont été créés, ils n'ont pas été en mesure de déterminer la nature de l'objet astronomique qui les a créés. En effet, les modèles de nucléosynthèse sont basés sur des propriétés nucléaires incertaines et on ne sait toujours pas comment relier la disponibilité des neutrons à des objets astronomiques spécifiques, tels que des explosions massives d'étoiles et des étoiles à neutrons en collision.
Avec ce nouveau diagnosticLes progrès de l'outil dans la modélisation astrophysique et la compréhension des propriétés nucléaires peuvent révéler quels objets astronomiques créent les éléments les plus lourds du système solaire.
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