Les grains de fer pur dans l'espace interstellaire sont beaucoup plus rares qu'on ne le pensait auparavant, jeter un nouvel éclairage sur l'histoire de l'évolution des matières dans l'univers.

Les scientifiques ne savent pas quelle forme prend le fer dans l'espace, même s'il s'agit de l'un de ses éléments réfractaires les plus abondants. Une analyse approfondie des météorites et d'autres mesures ne montrent que de faibles niveaux de fer gazeux et de composés de fer solides, tels que les oxydes de fer, sulfures et carbures. Cela laisse une quantité substantielle de fer manquant, étant donné combien devrait exister dans l'univers. Les scientifiques supposent que si le fer ne se combine pas avec d'autres particules, il pourrait former du métal pur qui est invisible dans l'espace.

Cette théorie semble maintenant peu probable, selon un article récemment publié dans la revue Avancées scientifiques .

Une équipe de recherche dirigée par l'Université d'Hokkaido et l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale a mené une expérience basée sur une fusée pour simuler la formation de grains de fer pur dans l'espace. Leurs mesures ont révélé que la formation de grains est extrêmement rare, contrairement à la théorie précédente.

Dans l'espace, de minuscules grains solides se forment souvent à la suite de l'explosion épique d'une étoile, ou supernova, qui libère des gaz extrêmement chauds remplis de différents éléments. Lorsque ces molécules de gaz entrent en collision et commencent à se refroidir, ils pourraient se coller les uns aux autres et commencer à se condenser en particules solides, un processus appelé nucléation.

Les chercheurs ont simulé des conditions de supernova en envoyant une fusée en sous-orbite, 321 kilomètres au-dessus du sol, où il était en grande partie exempt de l'effet de la gravité, ce qui peut faire échouer les expériences. Ils ont mis en place une chambre de nucléation avec du fer gazeux, un élément chauffant, lasers et un système d'enregistrement d'images dans la fusée. Le fer a été chauffé à des températures extrêmement chaudes jusqu'à ce qu'il s'évapore, un peu comme après une supernova. Au fur et à mesure que le gaz refroidit, le groupe a mesuré la quantité de fer condensé en minuscules grains en observant les interférences, ou l'absence de, avec le faisceau laser.

Seuls quelques atomes collés ensemble pour cent mille collisions; la probabilité de collage n'était que de 0,002 % alors qu'on pensait auparavant qu'elle était de 100 %. Le résultat montre que la nucléation des grains de fer pur est très rare, même dans un environnement riche en fer suite à une supernova.

"Cela implique que la plupart du fer est enfermé sous forme de grains de composés de fer ou d'impuretés accumulées sur d'autres grains dans le milieu interstellaire, " dit Yuki Kimura, l'auteur principal de l'article et professeur agrégé à l'Institut des sciences des basses températures de l'Université d'Hokkaido. "Comme le fer est un élément clé pour clarifier la composition globale et la quantité de grains interstellaires, nos résultats devraient aider à comprendre l'histoire de la chimie et de l'évolution des matières dans l'univers."