Il existe une variété de théories sur la façon dont notre système solaire aurait pu se former. Mais pour le moment, les scientifiques ne sont pas encore parvenus à un accord général et à un modèle qui pourrait expliquer toutes les caractéristiques et bizarreries qui y sont associées. À la collection de telles théories s'ajoutent les derniers travaux de chercheurs de l'Université de Chicago, qui affirment que leur modèle est capable d'expliquer des aspects très inhabituels associés à l'histoire des débuts de notre système.
Selon une théorie courante, notre système solaire s'est formé il y a plusieurs milliards d'années à la suite d'une explosion de supernova, dont les effets ont déclenché certains processus dans la nébuleuse de gaz et de poussière, d'où notre Soleil est apparu plus tard.
Cependant, selon le nouveau modèle proposé, tout a commencé grâce à l'explosion d'une étoile Wolf-Rayet, qui était 40 à 50 fois plus grande que notre Soleil actuel. Les stars de cette classe sont considérées comme l'une des plus chaudes. De plus, on pense que les étoiles de cette classe produisent des quantités massives d'éléments chimiques qui sont éjectés de leur surface par de forts vents stellaires. Alors que l'étoile Wolf-Rayet perd de sa masse, son vent stellaire «fait tourner» les éléments chimiques qui l'entourent, formant finalement une bulle dense.
Un modèle informatique montre comment les vents stellaires transportent la masse de la surface d'une étoile géante et forment des bulles autour d'elle pendant des millions d'années.
"La coquille d'une telle bulle et la poussière et le gaz qui s'accumulent en dessous constituent un environnement idéal pour la production de nouvelles étoiles", a déclaré le co-auteur de l'étude Nicholas Doffas, professeur au Département des sciences géophysiques de l'Université de Chicago.
Les chercheurs pensent qu'environ un à seize pour cent de toutes les étoiles semblables au soleil auraient pu apparaître dans de telles «pépinières stellaires».
Le nouveau modèle de formation du système solaire est très différent de l'hypothèse dans laquelle l'ancêtre de notre soleil est considéré comme une explosion de supernova. Pourtant, il est capable d'expliquer un aspect obscur que d'autres théories ne peuvent expliquer. L'aspect est assez significatif, car il distingue considérablement notre jeune système du reste de notre galaxie. En particulier, nous parlons de la proportion inhabituelle de certains isotopes qui étaient disponibles dans notre système à ses débuts: l'isotope de l'aluminium-26, qui était beaucoup plus que partout ailleurs (les météorites restées du temps du jeune système solaire nous ont fait part de sa présence), et également l'isotope du fer 60, dont il y avait beaucoup moins, comme en témoignent les résultats d'études antérieures en 2015.
Cela a conduit les scientifiques à s'interroger, car les supernovae produisent la même quantité des deux isotopes.
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"Nous nous sommes demandés: pourquoi y a-t-il une différence dans le volume de ces isotopes dans notre système solaire, si la supernova était censée leur fournir la même quantité?" - a partagé Vikram Dwarkadas, un autre co-auteur de l'étude et professeur assistant du Département d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Chicago.
Ainsi, les chercheurs sont finalement arrivés aux étoiles Wolf-Rayet, qui produisent une grande partie de l'isotope aluminium-26, mais pas du fer-60.
«Nous supposons que l'isotope aluminium-26 produit par l'étoile Wolf-Rayet a été éjecté vers les bords extérieurs de la bulle sur les particules de poussière qui se sont accumulées autour de l'étoile. Ces particules ont reçu suffisamment d'élan et ont été projetées à travers la coque, mais la plupart d'entre elles se sont cassées contre la coque, scellant l'isotope d'aluminium à l'intérieur », explique Dwarkadas.
Au final, sous l'influence de la gravité de l'étoile, une partie de la coquille s'est effondrée, ce qui a lancé le processus de début de formation de notre système solaire.
Une tranche d'un modèle montrant comment les bulles évoluent autour d'étoiles massives sur des millions d'années (regardez dans le sens des aiguilles d'une montre à partir du coin supérieur gauche de l'image) Quant au sort de l'étoile Wolf-Rayet elle-même, il reste un mystère pour les chercheurs. Il est très probable que sa vie se soit terminée à la suite d'une explosion de supernova ou d'un effondrement direct dans un trou noir. Mais dans les deux cas, il s'agirait de la production d'une petite quantité de l'isotope fer-60.
Nikolay Khizhnyak
