La station Kohnen est une colonie de conteneurs dans l'Antarctique, du voisinage duquel proviennent les échantillons de neige dans lesquels du fer 60 a été trouvé. Crédit :Martin Leonhardt/Alfred-Wegener-Institut (AWI)
Une équipe de scientifiques a ramené 500 kilogrammes de neige fraîche de l'Antarctique, l'a fait fondre, et tamisé les particules qui restaient. Leur analyse a produit une surprise :la neige contenait des quantités importantes d'une forme de fer qui n'est pas produite naturellement sur Terre.
D'autres scientifiques avaient déjà repéré le même isotope rare du fer dans les croûtes océaniques profondes. Appelé fer-60, il a quatre neutrons de plus que la forme la plus courante de l'élément sur Terre. Mais le fer 60 de la croûte s'est probablement installé à la surface de la Terre il y a des millions d'années, contrairement à ce qui a été trouvé dans la neige fraîche en Antarctique qui s'était accumulée au cours des deux dernières décennies.
"C'est la première preuve que quelqu'un a vu quelque chose d'aussi récent, " a déclaré Dominik Koll, un physicien à l'Université nationale australienne de Canberra et auteur principal de l'étude. L'équipe a publié ses conclusions cette semaine dans la revue Lettres d'examen physique .
Des objets spatiaux allant de la poussière aux météores tombent régulièrement sur Terre, mais ils sont généralement faits des mêmes matériaux que notre planète, puisque tout dans le système solaire, y compris le soleil lui-même, assemblés à partir des mêmes blocs de construction il y a des milliards d'années. Parce que le fer-60 ne fait pas partie de ces matériaux courants, il doit être arrivé de quelque part au-delà du système solaire.
"Un météore [interstellaire] est un événement très rare. Cependant, plus la taille de l'objet est petite, plus il est abondant, " a déclaré l'astronome de Harvard Avi Loeb. Les particules de poussière devraient pleuvoir sur la surface de la Terre plus fréquemment, mais les choisir parmi la myriade d'autres particules environnantes est une tâche ardue.
Mais au pôle Sud, les chercheurs doivent tenir compte des sources terrestres possibles des isotopes, comme les centrales nucléaires et les essais d'armes nucléaires. Koll et ses collègues ont estimé la quantité de fer 60 pouvant être produite par les réacteurs nucléaires, essais, et des accidents comme la catastrophe de Fukushima en 2011, et ils n'ont calculé qu'un montant infime. En étudiant d'autres isotopes comme le manganèse-53, ils ont également exclu toute contribution significative des rayons cosmiques, qui génèrent du fer 60 lorsqu'ils interagissent avec la poussière et les météorites.
La station Kohnen est une colonie de conteneurs dans l'Antarctique, du voisinage duquel proviennent les échantillons de neige dans lesquels du fer 60 a été trouvé. Crédit :S. Kipfstuhl/AWI
Ce qui restait était des centaines de fois plus d'isotope de fer que prévu. "C'est vraiment impressionnant, " a déclaré Koll.
Bernhard Peucker Ehrenbrink, géochimiste à la Woods Hole Oceanographic Institution dans le Massachusetts, a convenu que l'équipe de Koll a clairement trouvé une quantité importante de fer interstellaire. " Faire ces mesures est très difficile. Vous comptez essentiellement des atomes individuels, " tout en pesant les contributions du rayonnement de fond. " Extraire cela d'une demi-tonne de glace n'est pas une entreprise triviale, " il a dit.
Koll et ses collègues se sont concentrés sur le fer 60 car c'est rare, mais pas trop rare, et il a une longue durée de vie, avec une demi-vie de 2,6 millions d'années. De nombreux autres isotopes qui pourraient provenir des chutes de pierres interstellaires sont si instables, avec des demi-vies si courtes, qu'il n'y a aucun moyen pour les scientifiques de les trouver avant qu'ils ne se décomposent et disparaissent.
Les étoiles projettent une variété de minuscules particules au cours de leur vie, en plus de toute la lumière et la chaleur. Mais quand les étoiles sont plus jeunes, ils jettent généralement des métaux plus légers, comme le carbone et l'oxygène. (Les astronomes ont tendance à désigner tout ce qui est plus gros que l'hélium comme un "métal".) Vieillissement, étoiles massives et un certain type d'explosions de supernova, ayant passé de nombreux millénaires à fusionner de gros noyaux en des noyaux encore plus gros, peut cracher des particules de métaux plus lourds, dont le fer-60 et son cousin stable, fer-56. Le fer est généralement le dernier élément qu'une étoile peut produire tout en générant de l'énergie, et après ses dernières affres de la vie, ça explose. Seules des étoiles des dizaines de fois plus massives que notre soleil pourraient construire des isotopes de fer, cependant, ce qui signifie que le fer-60 trouvé en Antarctique provient de l'extérieur du système solaire.
"Ce devait être une supernova, pas assez près pour nous tuer mais pas trop loin pour se diluer dans l'espace, " a déclaré Koll.
Cela implique que notre planète a probablement capté les particules parasites en voyageant à travers le nuage interstellaire local, également connu sous le nom de Fluff local. Cette région de 30 années-lumière, que le système solaire traverse actuellement et sur le point de sortir, probablement formé par l'explosion d'étoiles massives soufflant les gaz chauds de leurs couches externes dans l'espace.
Il n'y a plus de supernova qui se déclenche maintenant dans le voisinage de notre étoile, cependant, ce qui rend difficile de déterminer exactement d'où vient la poussière enrichie en isotopes. Koll espère que plus de données, comme des carottes de glace qui atteignent des poussières plus profondes et plus anciennes, pourrait ajouter plus à l'histoire. De telles recherches sonderaient plus loin dans le passé et pourraient révéler plus précisément quand cette poussière extraterrestre a commencé à parsemer notre planète.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de Inside Science. Lisez l'histoire originale ici. Utilisé avec autorisation. Inside Science est un service d'information indépendant sur le plan éditorial de l'American Institute of Physics.
