Supernova ta mère : pourquoi nous sommes tous des poussières d'étoile

Atlantico : Dans un récent documentaire mis en ligne sur le site The Atlantic (voir ici), l'astronome de la NASA Michelle Thaller explique que le fer présent dans notre sang provient directement de la disparition d'étoiles, c'est-à-dire, de supernovas. Très rapidement, qu'est-ce qu'une supernova ?

Olivier Sanguy : Les étoiles ne "meurent" pas toutes de la même façon : leur destin final dépend essentiellement de leur masse. Notre Soleil, une étoile très modeste de type naine jaune, finira en géante rouge d'ici 4 milliards d'années et grossira au point d'englober la Terre. Puis elle se dispersera donnant un nuage de gaz avec en son centre une naine blanche. Lorsque les étoiles sont plus grosses, elles s'effondrent sur elles-mêmes en fin de vie et explosent. ce sont des supernovae.

Il y a en fait plusieurs types de supernovae. Certaines ont pour origine un couple d'étoiles où l'une va "aspirer" la matière de l'autre jusqu'à atteindre une limite où elle s'effondrera du fait de sa masse excessive et explosera.

Que vient faire le fer de notre sang dans tout ça ? Revenons au Big Bang pour comprendre. Lors de la naissance de l'Univers il y avait essentiellement de l'hydrogène et de l'hélium, soit aucune des molécules "lourdes" (carbone, fer, etc.) qui nous composent. Ensuite, lorsque les étoiles se sont formées, les réactions de fusion en leur cœur ont produit des éléments de plus en plus lourds. Lors de leur "mort" elles dispersent ces éléments qui se retrouvent dans des nuages à partir desquels se forment d'autres étoiles et ainsi de suite. Les supernovae sont intéressantes car leur processus violent produit plus d'éléments lourds, notamment du fer, et leur fin explosive les dispersent encore plus. Tous ces éléments dispersés se retrouvent ensuite au sein de nuages qui par effondrement amorcent la naissance de nouvelles étoiles. Et ce qui est inutilisé dans la nébuleuse de formation d'un futur soleil sert à la formation des planètes de ce soleil. Et on y retrouve bien évidemment les éléments lourds fabriqués par les précédentes générations d'étoiles et notamment de supernovae. Donc le fer de notre sang, mais aussi les autres éléments lourds qui nous constituent, a bien été fabriqué par le cycle de vie et de mort des générations précédentes d'étoiles. Car lors du Big Bang ces éléments n'existaient pour ainsi dire pas ! D'où la fameuse phrase qui dit que nous sommes tous fait de poussières d'étoiles.

Par quel processus, nous autres êtres vivants, en sommes-nous arrivés à être constitués "d'étoiles mortes" ?

C'est la succession de plusieurs générations d'étoiles qui a permis la fabrication dans de plus en plus d'éléments lourds et complexes. Or les molécules complexes (à base de carbone par exemple) sont nécessaires au vivant tel que nous le connaissons. Nous sommes donc constitués certes d'étoiles mortes, mais peut être plus exactement de ce qu'elles ont produit au cours de leur vie et de leur fin parfois violente.

Toute étoile a une espérance de vie, et le Soleil n'y fait pas exception. Peut-on supposer que la disparition de celui-ci constituera le terreau pour le développement d'une autre forme de vie ?

Lorsque notre Soleil deviendra une géante rouge, il finira par expulser ce qui le compose sous la forme d'un nuage de gaz, mais plus calmement qu'une supernova : il n'est pas assez massif pour ça. On peut imaginer que certains des éléments lourds ainsi dispersés se retrouveront au sein d'un nuage qui finira par s'effondrer sous sa propre masse pour donner naissance à d'autres étoiles avec leur cortège de planètes et, qui sait, peut-être du vivant. Impossible en revanche d'estimer les chances. Mais en ce qui nous concerne, c'est ce qui s'est passé. Toutefois, nos molécules ne proviennent pas d'une étoile en particulier, mais du mélange d'une succession de générations d'étoiles.

A quoi l'univers ressemblera-t-il lorsque toutes les étoiles auront disparu ? Est-il animé par un processus de "régénération" permanente ?

Le modèle standard actuel favorise une expansion de l'Univers qui continue jusqu'à ce qu'on appelle le Big Rip où pour simplifier tout se disperse au point d'atteindre une mort thermique du Cosmos. Lorsque le Big Bang à commencé à s'imposer, des cosmologistes s'y sont opposés et avançaient un Univers avec une sorte de création permanente d'énergie et de matière et donc une expansion sans mort thermique. Mais à partir des années 1950, ce modèle a été contredit par les observations astronomiques et c'est le modèle standard actuel du Big Bang qui s'est imposé. On notera d'ailleurs que le terme Big Bang avait en fait été forgé par l'astronome britannique Fred Hoyle (1915-2001), favorable lui à un Univers stationnaire, afin de se moquer de cette théorie du Big Bang qui a fini par s'imposer !