Le fer se présente sous différentes « saveurs » dans le système solaire en raison des variations de sa composition isotopique. Les isotopes sont différentes formes du même élément qui ont le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons. Le fer possède quatre isotopes stables :le fer 54, le fer 56, le fer 57 et le fer 58. Les abondances relatives de ces isotopes peuvent varier en fonction de l’emplacement et de l’origine du matériau ferrifère.

1. Processus nucléosynthétiques :

Les différents isotopes du fer sont produits par différents processus nucléosynthétiques. Le fer 56 est l’isotope le plus courant, synthétisé principalement lors des explosions de supernova. C’est également l’isotope du fer le plus stable et le moins radioactif. Le fer 54 et le fer 58 sont produits en plus petites quantités au cours de divers processus nucléosynthétiques dans les étoiles, notamment le processus s (capture lente des neutrons) et le processus r (capture rapide des neutrons). Le fer 57 est un isotope radioactif qui se désintègre en cobalt 57 avec une demi-vie de 271,7 jours.

2. Évolution stellaire et mélange :

Au cours de l'évolution des étoiles, les isotopes du fer sont mélangés et redistribués grâce à divers processus, tels que la convection et les vents stellaires. Le mélange des isotopes du fer au sein des étoiles peut entraîner des variations dans leurs abondances relatives. Par exemple, dans les étoiles massives qui subissent des supernovae avec effondrement du noyau, les isotopes de fer nouvellement synthétisés sont éjectés dans le milieu interstellaire, l’enrichissant de rapports isotopiques spécifiques.

3. Formation et différenciation des corps planétaires :

Les différentes saveurs du fer sont incorporées aux corps planétaires lors de leur formation et de leur différenciation. À mesure que les planètes et les lunes s’accumulent à partir du disque protoplanétaire, elles héritent de la composition isotopique de la matière environnante. Cependant, les processus géologiques, tels que la fusion, la cristallisation et la formation de noyaux, peuvent fractionner les isotopes du fer et entraîner de nouvelles variations de leurs abondances relatives au sein des différentes couches et réservoirs des corps planétaires.

4. Preuve de météorite :

Les météorites, qui sont des vestiges du premier système solaire, fournissent des informations précieuses sur les compositions isotopiques de différents matériaux ferrifères. En étudiant les isotopes du fer dans les météorites, les scientifiques ont identifié des variations qui reflètent l’hétérogénéité du système solaire primitif et les processus qui l’ont façonné.

En résumé, les différentes saveurs du fer autour du système solaire proviennent de variations dans les compositions isotopiques. Ces variations sont le résultat de processus nucléosynthétiques, d'évolution et de mélange stellaires, ainsi que de formation et de différenciation de corps planétaires. L'étude des isotopes du fer dans différents objets célestes aide les scientifiques à comprendre l'histoire et les processus qui ont façonné notre système solaire.