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Des chercheurs de l’Université libre de Bruxelles et de l’Université de Montpellier réussissent, pour la première fois, à mesurer la température au cœur de certaines étoiles et à mesurer leur âge. Leur étude est publiée dans la revue Nature de ce 8 janvier 2015.

En 1926, l’astrophysicien Sir Arthur Eddington écrivait dans son ouvrage The internal constitution of the stars: « A première vue, il semble que l’intérieur du soleil et des étoiles soit moins accessible que n’importe quelle autre région de l’Univers. Quelle instrumentation pourrait percer les couches externes des étoiles et tester les conditions régnant à 
l’intérieur ? ». 

Près de 90 ans plus tard, cette question a reçu un début de réponse, grâce aux travaux d’une équipe de 6 astrophysiciens de l’Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Faculté des Sciences de l’Université libre de Bruxelles et du Laboratoire Univers et Particules de l’Université de Montpellier, qui sont parvenus à mesurer la température au cœur de certaines étoiles, et à mesurer leur âge. 

Ces mesures utilisent des isotopes1 d’éléments chimiques particuliers (comme 99Tc et 93Nb), qui jouent le rôle de thermomètre et d’horloge, et dont les chercheurs ont déterminé les abondances à la surface des étoiles. Ils ont pour cela utilisé le spectrographe HERMES (installé sur le télescope Mercator de la KULeuven à La Palma, Iles Canaries), construit grâce à une collaboration impliquant principalement la KULeuven, l’ULB et l’Observatoire Royal de Belgique.

Les températures mesurées par les astrophysiciens concernent les couches profondes des étoiles où se déroule la synthèse des éléments plus lourds que le fer. Ces éléments lourds, après avoir été transportés à la surface de l’étoile par un processus de mélange, seront éjectés dans le milieu interstellaire à la fin de la vie de l’étoile. Ils rejoindront le milieu interstellaire et les grands nuages qui le composent et à partir desquels naissent de nouvelles étoiles. Ce scénario se produisit pour notre Soleil il y a quatre milliards et demi d’années. Les éléments plus lourds que le fer que nous utilisons aujourd’hui sur la Terre dans de nombreuses applications technologiques  (comme le niobium dans les aimants puissants, ou le cérium dans les pots catalytiques) ont suivi ce même chemin. 

C’est donc l’origine de tous ces éléments qui se voit ainsi mieux comprise par cette étude qui vient de paraître dans la revue scientifique Nature du 8 janvier 2015.

Notes:
1. Un élément chimique est caractérisé par son nombre de protons. Le nombre de neutrons peut varier pour un même élément, on dit alors qu’il possède différents isotopes. Par exemple, le carbone a normalement 6 protons et 6 neutrons (on écrit 12C, où l’exposant précédant le symbole de l’élément est la somme du nombre de protons et de neutrons) mais peut parfois avoir 7 (13C), ou même 8 neutrons (14C).
2. Le Big Bang a essentiellement produit de l’hydrogène et de l’hélium.

http://ulb.ac.be