Pourquoi y a-t-il du fer dans le soleil?

Publication: lundi 24 mars 2014

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Les étoiles explosives appelées supernovae produisent la plupart des éléments lourds de l'univers, y compris le fer. La N49, imagée ici, est le résultat d'une supernova dont la lumière a atteint la Terre il y a environ 5 000 ans. Le reste se trouve dans la galaxie voisine de la Voie lactée, le Grand Nuage de Magellan.

Radiographie: NASA / CXC / Penn State / S. Park, et al .; Optique: NASA / STScI / UIUC / YH Chu & R. Williams, et al.

Q: D'où vient le fer du soleil?
 

Bob Schofield

Portland, Oregon

R: Les observateurs expriment généralement la composition du Soleil par le pourcentage du nombre total d'atomes. Ignorant le noyau solaire, où l'hydrogène fusionne avec l'hélium, les couches extérieures du Soleil sont composées de plus de 91% d'hydrogène et de plus de 8% d'hélium (tous les premiers et la plupart des derniers fabriqués dans les premières minutes après le Big Bang). Le reste des éléments chimiques ne représente que 0,15% environ du nombre d'atomes du Soleil.

Il n'y a qu'un seul atome de fer pour 31 600 hydrogène. Le Soleil n'est pas assez chaud, même en son centre, pour faire du fer par la fusion d'éléments plus légers. Au lieu de cela, les étoiles qui explosent, appelées supernovae, font tout le fer parsemé dans l'univers.

Ces explosions se répartissent en deux catégories: dans l'une, le noyau d'une étoile massive s'effondre soudainement, tandis que dans l'autre, le noyau résiduel d'une étoile semblable au soleil - une naine blanche - devient surchargé au-delà de sa capacité de charge après avoir tiré la masse d'un compagnon. Les températures dans les explosions qui en résultent sont si élevées que tous les éléments plus lourds que l'hydrogène, y compris le fer, sont créés par la fusion et d'autres processus nucléaires, puis éjectés dans l'espace interstellaire. (Alors que les étoiles huit fois plus massives que le Soleil créent du fer sur leurs noyaux au cours de leur vie, ce matériau fondu s'effondre et évolue en une étoile à neutrons ou un trou noir.)

Le Soleil a 4,6 milliards d'années, mais notre galaxie a 8 milliards d'années de plus. Les nuages ​​interstellaires à partir desquels le Soleil s'est formé ont eu tout le temps d'incorporer le fer et d'autres éléments lourds des supernovae dans le Soleil infantile et son système planétaire. La composition chimique solaire, y compris sa teneur en fer, est une information vitale que nous utilisons pour tester les théories sur l'évolution des étoiles et de notre galaxie.

Université Jim Kaler de l'Illinois,
Urbana-Champaign

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