Cet or sur votre annulaire est stellaire, et pas seulement de manière complémentaire.

Dans une découverte qui pourrait bouleverser notre compréhension de l'origine des éléments lourds de la Terre tels que l'or et le platine, De nouvelles recherches menées par un physicien de l'Université de Guelph suggèrent que la plupart d'entre elles ont été crachées par un type d'explosion d'étoiles largement ignoré, loin dans l'espace et le temps de notre planète.

Environ 80% des éléments lourds de l'univers se sont probablement formés dans des collapsars, une forme rare mais lourde d'explosion de supernova riche en éléments provenant de l'effondrement gravitationnel d'antan, des étoiles massives typiquement 30 fois plus lourdes que notre soleil, a déclaré le professeur de physique Daniel Siegel.

Cette découverte renverse la croyance largement répandue selon laquelle ces éléments proviennent principalement de collisions entre des étoiles à neutrons ou entre une étoile à neutrons et un trou noir, dit Siegel.

Son article co-écrit avec des collègues de l'Université de Columbia paraît aujourd'hui dans la revue La nature .

À l'aide de supercalculateurs, le trio a simulé la dynamique des collapsars, ou de vieilles étoiles dont la gravité les fait imploser et former des trous noirs.

Sous leur modèle, massif, les collapsars en rotation rapide éjectent des éléments lourds dont les quantités et la distribution sont « étonnamment similaires à ce que nous observons dans notre système solaire, " a déclaré Siegel. Il a rejoint l'U de G ce mois-ci et est également nommé à l'Institut Perimeter pour la physique théorique, à Waterloo, Ont.

La plupart des éléments trouvés dans la nature ont été créés lors de réactions nucléaires dans les étoiles et finalement expulsés lors d'énormes explosions stellaires.

Les éléments lourds trouvés sur Terre et ailleurs dans l'univers à partir d'explosions il y a longtemps vont de l'or et du platine, à l'uranium et au plutonium utilisés dans les réacteurs nucléaires, à des éléments chimiques plus exotiques tels que le néodyme que l'on trouve dans des articles de consommation tels que l'électronique.

Jusqu'à maintenant, les scientifiques pensaient que ces éléments étaient principalement concoctés dans des smashups stellaires impliquant des étoiles à neutrons ou des trous noirs, comme dans une collision de deux étoiles à neutrons observée par des détecteurs liés à la Terre qui a fait les gros titres en 2017.

Ironiquement, dit Siegel, son équipe a commencé à travailler pour comprendre la physique de cette fusion avant que leurs simulations ne pointent vers les collapsars en tant que chambre de naissance d'éléments lourds. "Nos recherches sur les fusions d'étoiles à neutrons nous ont amenés à croire que la naissance de trous noirs dans un type d'explosion stellaire très différent pourrait produire encore plus d'or que les fusions d'étoiles à neutrons."

Ce que les collapsars manquent de fréquence, ils compensent en génération d'éléments lourds, dit Siegel. Les collapsars produisent également des flashs intenses de rayons gamma.

"Quatre-vingt pour cent de ces éléments lourds que nous voyons devraient provenir de collapsars. Les collapsars sont assez rares dans les occurrences de supernovae, encore plus rares que les fusions d'étoiles à neutrons, mais la quantité de matière qu'elles éjectent dans l'espace est beaucoup plus élevée que celle des fusions d'étoiles à neutrons."

L'équipe espère maintenant voir son modèle théorique validé par des observations. Siegel a déclaré que les instruments infrarouges tels que ceux du télescope spatial James Webb, dont le lancement est prévu en 2021, devrait être capable de détecter un rayonnement révélateur pointant vers des éléments lourds d'un collapsar dans une galaxie lointaine.

"Ce serait une signature claire, " il a dit, ajoutant que les astronomes pourraient également détecter des preuves de collapsars en examinant les quantités et la distribution des éléments lourds dans d'autres étoiles de notre galaxie de la Voie lactée.

Siegel a déclaré que cette recherche pourrait donner des indices sur la façon dont notre galaxie a commencé.

"Essayer de déterminer d'où viennent les éléments lourds peut nous aider à comprendre comment la galaxie a été assemblée chimiquement et comment la galaxie s'est formée. Cela peut en fait aider à résoudre de grandes questions en cosmologie, car les éléments lourds sont un bon traceur."

Cette année marque le 150e anniversaire de la création par Dmitri Mendeleev du tableau périodique des éléments chimiques. Depuis, les scientifiques ont ajouté beaucoup plus d'éléments au tableau périodique, un aliment de base des manuels et des salles de classe de sciences dans le monde entier.

Se référant au chimiste russe, Siegel a dit, "Nous connaissons beaucoup plus d'éléments qu'il ne connaissait pas. Ce qui est fascinant et surprenant, c'est que, après 150 ans d'étude des éléments constitutifs fondamentaux de la nature, nous ne comprenons toujours pas très bien comment l'univers crée une grande partie des éléments du tableau périodique."