L'atome instable 92Nb, qui a disparu depuis longtemps, fournit des informations sur les débuts de notre système solaire. Crédit :Makiko K. Haba
En utilisant l'atome de niobium-92 éteint, Les chercheurs de l'ETH ont pu dater les événements du système solaire primitif avec une plus grande précision qu'auparavant. L'étude conclut que les explosions de supernova doivent avoir eu lieu dans l'environnement de naissance de notre soleil.
Si un atome d'un élément chimique a un surplus de protons ou de neutrons, ça devient instable. Il éliminera ces particules supplémentaires sous forme de rayonnement gamma jusqu'à ce qu'il redevienne stable. L'un de ces isotopes instables est le niobium-92 ( 92 Nb), que les experts appellent également un radionucléide. Sa demi-vie de 37 millions d'années est relativement brève, il s'est donc éteint peu de temps après la formation du système solaire. Aujourd'hui, seulement son isotope stable fille, zirconium-92 ( 92 Zr), témoigne de l'existence de 92 Nb.
Pourtant, les scientifiques ont continué à utiliser le radionucléide éteint sous la forme du 92 Nb- 92 chronomètre Zr, avec lequel ils peuvent dater des événements qui ont eu lieu au début du système solaire il y a environ 4,57 milliards d'années.
Utilisation de la 92 Nb- 92 Le chronomètre Zr était jusqu'à présent limité par un manque d'informations précises sur la quantité de 92 Nb qui était présent à la naissance du système solaire. Cela compromet son utilisation pour la datation et la détermination de la production de ces radionucléides dans les environnements stellaires.
Les météorites détiennent la clé du passé lointain
Aujourd'hui, une équipe de recherche de l'ETH Zurich et du Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) a considérablement amélioré ce chronomètre. Les chercheurs ont réalisé cette amélioration au moyen d'une astuce :ils ont récupéré des minéraux rares de zircon et de rutile à partir de météorites qui étaient des fragments de la protoplanète Vesta. Ces minéraux sont considérés comme les plus appropriés pour déterminer 92 Nb, parce qu'ils donnent des preuves précises de la fréquence à laquelle 92 Nb était au moment de la formation de la météorite. Puis, avec la technique de datation uranium-plomb (atomes d'uranium qui se désintègrent en plomb), l'équipe a calculé l'abondance 92 Nb était à l'époque de la formation du système solaire. En combinant les deux méthodes, les chercheurs ont réussi à améliorer considérablement la précision de la 92 Nb- 92 Chronomètre Zr.
"Ce chronomètre amélioré est donc un outil puissant pour fournir des âges précis pour la formation et le développement des astéroïdes et des planètes - des événements qui se sont produits dans les premières dizaines de millions d'années après la formation du système solaire, " dit Maria Schönbächler, Professeur à l'Institut de géochimie et de pétrologie de l'ETH Zurich, qui a dirigé l'étude.
Les supernovas libèrent du niobium-92
Maintenant que les chercheurs connaissent plus précisément l'abondance 92 Nb était aux tout débuts de notre système solaire, ils peuvent déterminer plus précisément où ces atomes se sont formés et d'où provient la matière qui compose notre soleil et les planètes.
Le nouveau modèle de l'équipe de recherche suggère que le système solaire interne, avec les planètes terrestres Terre et Mars, est largement influencé par la matière éjectée par les supernovae de type Ia dans notre galaxie de la Voie lactée. Dans de telles explosions stellaires, deux étoiles en orbite interagissent l'une avec l'autre avant d'exploser et de libérer de la matière stellaire. En revanche, le système solaire externe était principalement alimenté par une supernova à effondrement du cœur - probablement dans la pépinière stellaire où notre soleil est né -, dans laquelle une étoile massive s'effondre sur elle-même et explose violemment.
