Si vous voulez savoir d’où viennent les éléments, regardez les étoiles. Presque tous les éléments plus lourds que l’hélium sont formés par des réactions nucléaires dans les étoiles. Mais quels processus stellaires sont responsables de ces éléments ? Pouvons-nous trouver des modèles dans la quantité de chaque élément que nous observons dans différents environnements astrophysiques, comme les étoiles, les galaxies ou les amas globulaires ?
Récemment, une équipe de chercheurs de NC State s'est concentrée sur le processus de destruction du potassium (K) dans les amas globulaires, en étudiant un amas en particulier :NGC 2419. L'article est publié dans la revue Physical Review Letters. .
Les amas globulaires sont des groupes d'étoiles liées gravitationnellement. Les astronomes ont observé des tendances claires dans les quantités relatives de différents éléments d’une étoile à l’autre. L’un de ces modèles se situe entre l’oxygène et le sodium :les étoiles au sein des amas globulaires qui contiennent plus de sodium ont moins d’oxygène, et vice versa. C’est ce qu’on appelle l’anticorrélation sodium-oxygène (Na-O). Plusieurs autres anticorrélations ont également été découvertes, ce qui indique que des processus uniques (parfois inconnus) se produisent dans des amas globulaires spécifiques.
En 2012, la première anticorrélation magnésium-potassium (Mg-K) a été découverte dans un amas globulaire spécifique, appelé NGC 2419. Un excédent global de potassium était lié aux réactions de combustion de l'hydrogène à des températures comprises entre 80 et 260 millions de kelvins.
Mais ce qui est curieux, c’est que les étoiles de l’amas qui ont montré l’anticorrélation sont des étoiles géantes rouges relativement jeunes. Les noyaux de ces étoiles ne devraient pas être suffisamment chauds pour que les réactions nucléaires modifient la quantité de Mg et de K. La théorie principale impliquait un mélange avec du K et du Mg provenant d'anciennes étoiles de l'amas, mais ce qui reste incertain est la vitesse du potassium- réaction destructrice.
Une équipe de recherche a tenté de recréer la réaction de destruction du potassium en réalisant une expérience sur une réaction nucléaire similaire ( 39 K + 3 Il —> 40 Ca + d), au Laboratoire Nucléaire des Universités Triangle (TUNL).
Cette réaction est une réaction de transfert de protons, où un proton de l'hélium-3 ( 3 He) est transféré au potassium-39 ( 39 K), formant du calcium-40 ( 40 Californie). Cette réaction expérimentale nous permet d'imiter la réaction réelle qui se produit dans une étoile où le potassium est détruit.
Ils ont découvert que non seulement le potassium peut être détruit à des températures plus basses, mais qu'il est détruit 13 fois plus rapidement qu'on ne le pensait auparavant à ces températures.
Cette découverte pourrait changer la façon dont nous modélisons la création d'éléments dans les étoiles, non seulement pour ce cas spécifique de NGC 2419, mais également pour d'autres modèles astrophysiques incluant des réactions sur le potassium.
Plus d'informations : W. Fox et al, Étude haute résolution du Ca40 pour contraindre la nucléosynthèse du potassium dans NGC 2419, Physical Review Letters (2024). DOI :10.1103/PhysRevLett.132.062701. Sur arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2401.06754
Informations sur le journal : Lettres d'examen physique , arXiv
Fourni par l'Université d'État de Caroline du Nord
