Impression d’artiste de l’onde de choc d’une supernova entrant en collision avec le filament du nuage moléculaire où se forme le Soleil. Crédit : NAOJ
Les rapports isotopiques relevés dans les météorites indiquent qu’une supernova a explosé à proximité, alors que notre Soleil et notre système solaire étaient encore en phase de formation. L’explosion de cette supernova aurait pu détruire le système solaire naissant.
De nouveaux calculs révèlent qu’un filament de gaz moléculaire, le cocon de naissance de notre système solaire, a joué un rôle crucial dans le piégeage des isotopes découverts dans les météorites. Simultanément, ce filament a fonctionné comme un bouclier, protégeant le système solaire naissant des forces destructrices de l’explosion de la supernova voisine.
Les météorites primitives conservent des informations sur les conditions qui prévalaient à la naissance du Soleil et des planètes. Les composants de la météorite présentent une concentration inhomogène d’un isotope radioactif de l’aluminium.
Cette variation suggère qu’une quantité supplémentaire d’aluminium radioactif a été introduite peu après le début de la formation du système solaire. L’explosion d’une supernova à proximité est le meilleur candidat pour cette injection de nouveaux isotopes radioactifs.
Mais une supernova suffisamment proche pour fournir la quantité d’isotopes observée dans les météorites aurait également créé une onde de choc suffisamment forte pour déchirer le système solaire naissant.
Une équipe dirigée par Doris Arzoumanian, de l’Observatoire astronomique national du Japon, a proposé une nouvelle explication de la manière dont le système solaire a acquis la quantité d’isotopes mesurée dans les météorites tout en survivant au choc de la supernova. Les étoiles se forment en grands groupes, appelés amas, à l’intérieur de nuages géants de gaz moléculaire.
Ces nuages moléculaires sont filamenteux. Les petites étoiles comme le Soleil se forment généralement le long des filaments et les grandes étoiles, qui exploseront en supernova, se forment généralement au niveau des nœuds où plusieurs filaments se croisent.
En supposant que le Soleil se soit formé le long d’un filament de gaz moléculaire dense et qu’une supernova ait explosé à un nœud de filament proche, les calculs de l’équipe ont montré qu’il faudrait au moins 300 000 ans pour que l’onde de souffle brise le filament dense autour du système solaire en formation.
Les composants des météorites enrichies en isotopes radioactifs se sont formés au cours des 100 000 premières années environ de la formation du système solaire, à l’intérieur du filament dense. Le filament parent a peut-être servi de tampon pour protéger le jeune Soleil et a aidé à capturer les isotopes radioactifs de l’onde de choc de la supernova et à les canaliser dans le système solaire encore en formation.
Référence : « Insights on the Sun Birth Environment in the Context of Star Cluster Formation in Hub-Filament Systems » par Doris Arzoumanian, Sota Arakawa, Masato I. N. Kobayashi, Kazunari Iwasaki, Kohei Fukuda, Shoji Mori, Yutaka Hirai, Masanobu Kunitomo, M. S. Nanda Kumar et Eiichiro Kokubo, 25 avril 2023, The Astrophysical Journal Letters.
DOI : 10.3847/2041-8213/acc849