La composition de l’Univers est en constante évolution

La composition de l’Univers – les éléments constitutifs de la matière – est en constante évolution.

“L’Univers a connu des changements très intéressants, où tout à coup le tableau périodique – le nombre total d’éléments dans l’Univers – a beaucoup changé”, a déclaré Jennifer Johnson, professeur d’astronomie à l’Ohio State University et auteur de l’article, dans un communiqué de presse.

“Pendant 100 millions d’années après le Big Bang, il n’y a eu que de l’hydrogène, de l’hélium et du lithium. Et puis nous avons commencé à avoir du carbone et de l’oxygène et des choses très importantes. Et maintenant, on en est à l’époque glorieuse de l’établissement du tableau périodique.”

C’est la façon dont la chimie organise les éléments, aidant les scientifiques de l’école primaire aux meilleurs laboratoires du monde à comprendre comment les matériaux de l’Univers se rassemblent.

Mais, comme les scientifiques le savent depuis longtemps, le tableau périodique n’est fait que de poussière d’étoiles : La plupart des éléments du tableau périodique, de l’hydrogène le plus léger aux éléments plus lourds comme le lawrencium, commencent dans les étoiles.

La nucléosynthèse – le processus de création d’un nouvel élément – a commencé avec le Big Bang, il y a environ 13,7 milliards d’années. Les éléments les plus légers de l’Univers, l’hydrogène et l’hélium, furent aussi les premiers résultats du Big Bang. Mais les éléments plus lourds – à peu près tous les autres éléments du tableau périodique – sont en grande partie le produit de la vie et de la mort des étoiles.

Les étoiles de masse élevée, dont certaines dans la constellation d’Orion, à environ 1 300 années-lumière de la Terre, fusionnent les éléments beaucoup plus rapidement que les étoiles de masse faible. Ces étoiles grandioses fusionnent l’hydrogène et l’hélium en carbone et transforment le carbone en magnésium, sodium et néon. Les étoiles de grande masse meurent en explosant en supernova, libérant des éléments – de l’oxygène au silicium en passant par le sélénium – dans l’espace qui les entoure.

Des étoiles plus petites et de faible masse – des étoiles de la taille de notre propre Soleil – fusionnent l’hydrogène et l’hélium dans leurs noyaux. Cet hélium fusionne alors en carbone. Quand la petite étoile meurt, elle laisse derrière elle une étoile naine blanche. Les naines blanches synthétisent d’autres éléments lorsqu’elles fusionnent et explosent. Une naine blanche qui explose peut envoyer du calcium ou du fer dans l’abîme qui l’entoure. La fusion des étoiles à neutrons pourrait créer du rhodium ou du xénon. Et parce que, comme les humains, les étoiles vivent et meurent à des échelles temporelles différentes – et parce que différents éléments sont produits lorsqu’une étoile passe par sa vie et sa mort – la composition des éléments dans l’Univers change également avec le temps.

“L’une des choses que j’aime le plus à ce sujet, c’est qu’il faut plusieurs processus différents pour que les étoiles fabriquent des éléments, et ces processus sont répartis de façon intéressante dans le tableau périodique”, dit Johnson.

“Quand on pense à tous les éléments de l’Univers, il est intéressant de penser au nombre d’étoiles qui ont donné leur vie, et pas seulement aux étoiles de grande masse qui ont explosé en supernova. C’est aussi des étoiles comme notre Soleil, et des étoiles plus anciennes. Il faut un joli petit éventail d’étoiles pour nous donner des éléments.”

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Source : MessageToEagle – Traduit par Anguille sous roche

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