L'origine cosmique du carbone, un élément fondamental de la vie, est encore incertain. Les étoiles massives jouent un rôle important dans la synthèse de tous les éléments lourds, du carbone et de l'oxygène au fer et ainsi de suite. Mais même si la plupart des étoiles massives naissent dans plusieurs systèmes, les modèles de nucléosynthèse jusqu'à présent ont presque exclusivement simulé des étoiles simples. Une équipe internationale d'astrophysiciens a désormais calculé l'« empreinte carbone » des étoiles massives qui perdent leur enveloppe dans un système binaire.

Deux fois plus

"Comparé à une seule étoile, l'étoile massive moyenne dans un système binaire produit deux fois plus de carbone, " rapporte Robert Farmer (AMP &UvA), l'auteur principal de l'étude. "Jusque récemment, la plupart des astrophysiciens ignoraient que les étoiles massives font souvent partie d'un système binaire. Nous avons enquêté, pour la première fois, comment être un binaire change les éléments qu'ils produisent."

La plupart des étoiles, y compris notre propre étoile le Soleil, sont alimentés par la fusion de l'hydrogène en hélium. Dans leurs « années d'or, " après avoir accompli environ 90 % de leur vie, ils commencent à convertir l'hélium en carbone et en oxygène. Des étoiles comme le Soleil s'arrêtent ici, mais les étoiles massives peuvent continuer à fusionner le carbone en éléments plus lourds jusqu'au fer.

Le grand défi

Le grand défi n'est pas de savoir comment produire du carbone, mais comment le sortir de l'étoile, avant qu'il ne soit détruit. Dans les étoiles simples, c'est très difficile. Les étoiles dans les systèmes binaires peuvent interagir et transférer de la masse à un compagnon. L'étoile qui perd des parties de sa masse développe une couche riche en carbone près de la surface, qui est éjecté lorsque l'étoile explose en supernova.

"Il n'est peut-être pas juste de blâmer les étoiles binaires pour les gaz à effet de serre provoquant le réchauffement climatique, " dit en plaisantant Selma de Mink, co-auteur de cette étude et directeur du nouveau département stellaire de MPA, "Mais n'est-ce pas cool de se pincer le bras et de se rendre compte que le carbone de ta peau a probablement été fait dans une étoile binaire ?"

Autres types d'étoiles

Les astronomes étudient également d'autres types d'étoiles qui peuvent produire du carbone, comme par exemple, étoiles géantes rouges ou explosions d'étoiles naines blanches. Mais jusqu'à présent, il semble que les étoiles massives, et selon cette nouvelle étude les étoiles binaires en particulier, faire la majorité du carbone cosmique.

"Nos découvertes sont une petite mais importante étape vers une meilleure compréhension du rôle des étoiles massives dans la production des éléments dont nous sommes nous-mêmes constitués, " dit la deuxième auteure Eva Laplace, qui soutiendra bientôt son doctorat. thèse sur ce sujet à l'UvA. "Jusqu'à présent, nous n'avons étudié qu'un seul type d'interaction binaire. Il existe de nombreux autres destins possibles pour une étoile née à proximité immédiate d'un compagnon - et de nombreux autres éléments à étudier."

Les résultats présentés dans cette étude ne sont donc que les premiers d'une enquête systématique sur l'impact d'un proche compagnon sur les rendements chimiques des étoiles massives.