La Terre traverse un ancien nuage d’étoiles mortes en explosion, résolvant un mystère antarctique vieux de dix ans

Une découverte extraterrestre enfouie sous les glaces du pôle Sud

Découvrir une matière interstellaire dissimulée au cœur des glaces de l’Antarctique ressemble à s’y méprendre à l’intrigue du célèbre film de science-fiction The Thing. C’est pourtant une énigme bien réelle qui a longtemps laissé les scientifiques perplexes face à une découverte inattendue sur le continent blanc. Les chercheurs ont en effet identifié la présence d’un type de fer rarissime, qui se forme exclusivement lors des supernovas, et qui n’aurait théoriquement rien à faire à la surface de cette couche de glace.

La question de la provenance de cette matière a ouvert un vaste champ d’investigation. En l’absence de toute supernova récente dans le voisinage de notre planète, l’apparition de ce matériau sur Terre constituait une anomalie majeure. Les spécialistes devaient comprendre par quel moyen exact cette poussière d’étoiles avait pu voyager jusqu’à se déposer dans un environnement terrestre aussi isolé.

Les secrets du fer-60 et de la neige de surface

L’élément chimique au cœur de ce mystère est nommé fer-60. Il est généré lors des supernovas, un terme qui désigne la mort explosive des étoiles massives. La majeure partie du fer qui nous entoure, de même que celui présent dans notre organisme, est du fer-56. Ce dernier possède une structure atomique composée de 26 protons dans son noyau, accompagnés de 30 neutrons. Le fer-60, quant à lui, est un isotope du fer qui se distingue par la présence de 34 neutrons. Il présente une demi-vie de 2,6 millions d’années, et l’on n’en trouve que de simples traces dans la nature.

Les archives géologiques de notre planète permettent de retracer les époques où du matériel issu de supernovas a atteint la Terre au cours des derniers millions d’années. C’est pourquoi la communauté scientifique a été particulièrement surprise lorsque, il y a quelques années, du fer-60 a été découvert dans de la neige de surface en Antarctique, une couche dont l’âge était inférieur à deux décennies. Si une supernova avait explosé de manière si récente et si proche pour que son matériel s’abatte sur la Terre, un tel événement aurait obligatoirement été remarqué par les astronomes.

L’hypothèse du Nuage Interstellaire Local comme réservoir cosmique

Face à ce constat, il est devenu évident que cette matière devait provenir d’une source bien précise. L’équipe de recherche a commencé à soupçonner que ce phénomène était lié au Nuage Interstellaire Local (NIL), qui se définit comme une région spatiale poussiéreuse à travers laquelle le Système solaire se déplace actuellement. Pour confirmer l’origine exacte de ce fer rare, les scientifiques ont dû entreprendre une forme de voyage dans le temps géologique.

Le Dr Dominik Koll, auteur principal de l’étude affilié à l’Institut de Physique des Faisceaux d’Ions et de Recherche sur les Matériaux du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, a détaillé cette théorie dans une déclaration officielle. « Notre idée était que le Nuage Interstellaire Local contient du fer-60 et peut le stocker sur de longues périodes de temps. Alors que le Système solaire se déplace à travers le nuage, la Terre pourrait collecter ce matériau. Cependant, nous ne pouvions pas le prouver à l’époque », a-t-il expliqué.

Un voyage dans le temps grâce aux sédiments marins et aux carottes de glace

Faute de pouvoir utiliser une machine à voyager dans le temps comme le TARDIS ou la DeLorean, les chercheurs se sont tournés vers les archives naturelles de la Terre. Ils ont prélevé des échantillons de sédiments en eaux profondes datant de jusqu’à 30 000 ans, ainsi que des échantillons de carottes de glace remontant à 40 000 et 80 000 ans. Ces prélèvements minutieux leur ont permis de cartographier les dépôts spatiaux avec une précision inédite.

Les résultats de ces analyses ont montré que les signaux de fer-60 évoluent sur des dizaines de milliers d’années, une variation qui est parfaitement cohérente avec le mouvement de notre Système solaire à travers le Nuage Interstellaire Local. Cette corrélation suggère fortement que le NIL a la capacité de retenir le matériel produit par les supernovas pendant un temps considérable. « Cela signifie que les nuages entourant le Système solaire sont liés à une explosion stellaire. Et pour la première fois, cela nous donne l’opportunité d’enquêter sur l’origine de ces nuages », a ajouté le Dr Dominik Koll.

Chercher une aiguille cosmique dans un gigantesque volume de données

Pour parvenir à isoler ces atomes de fer-60, l’équipe a dû manipuler un volume impressionnant de matière première. Ils ont commencé leurs travaux avec 300 kilogrammes de glace, qu’ils ont soumis à un traitement chimique complexe afin de débusquer les métaux intéressants. Sur un total initial de 10 billions d’atomes présents dans l’échantillon traité, seule une poignée s’est révélée être du fer-60, rendant cette quête particulièrement ardue.

Annabel Rolofs, co-autrice de l’étude à l’Université de Bonn, a illustré la difficulté de la tâche : « C’est comme chercher une aiguille dans 50 000 stades de football remplis jusqu’au toit avec du foin. La machine trouve l’aiguille en une heure ». De son côté, le Professeur Anton Wallner a résumé l’importance des moyens mis en œuvre : « À travers de nombreuses années de collaboration avec des collègues internationaux, nous avons développé une méthode extrêmement sensible qui nous permet maintenant de détecter la signature claire d’explosions cosmiques qui se sont produites il y a des millions d’années dans les archives géologiques aujourd’hui ». L’intégralité de cette étude a été publiée dans la revue scientifique Physical Review Letters.

Selon la source : iflscience.com