Concept d’artiste de protosun au centre de la nébuleuse solaire. Crédit image: NASA Cliquez pour agrandir
À partir des empreintes chimiques conservées dans les météorites primitives, les scientifiques de l'UCSD ont déterminé que l'effondrement du nuage de gaz qui est finalement devenu notre soleil brillait pendant la formation du premier matériau du système solaire il y a plus de 4,5 milliards d'années.
Leur découverte, détaillée dans un article publié dans le numéro du 12 août de Science, fournit la première preuve concluante que ce «protosun». a joué un rôle majeur dans la formation chimique du système solaire en émettant suffisamment d'énergie ultraviolette pour catalyser la formation de composés organiques, d'eau et d'autres composés nécessaires à l'évolution de la vie sur Terre.
Les scientifiques se sont longtemps disputés pour savoir si les composés chimiques créés dans le système solaire primitif étaient produits à l'aide de l'énergie du soleil primitif ou s'ils étaient formés par d'autres moyens.
«La question fondamentale était: le soleil était-il allumé ou éteint? dit Mark H. Thiemens, doyen de la Division des sciences physiques et professeur de chimie de l'UCSD qui dirigeait l'équipe de recherche qui a mené l'étude. "Il n'y a rien dans les archives géologiques avant 4,55 milliards d'années qui pourrait répondre à cela."
Vinai Rai, boursier postdoctoral travaillant à Thiemens? laboratoire, a trouvé une solution, développant une mesure extrêmement sensible qui pourrait répondre à la question. Il a recherché les empreintes chimiques du vent de haute énergie qui émanait du protosun et était piégé dans les isotopes ou les formes de sulfure trouvés dans quatre groupes primitifs de météorites, les plus anciens vestiges du système solaire primitif. Les astronomes pensent que ce vent a soufflé de la matière du cœur de la nébuleuse solaire en rotation dans son disque d'accrétion semblable à une crêpe, la région dans laquelle les météorites, les astéroïdes et les planètes se sont formés plus tard.
En appliquant une technique développée par Thiemens il y a cinq ans pour révéler des détails sur l'atmosphère primitive de la Terre à partir des variations des isotopes d'oxygène et de soufre incrustés dans les roches anciennes, les chimistes de l'UCSD ont pu déduire des sulfures dans les météorites l'intensité du vent solaire et , d'où l'intensité du protosun. Ils concluent dans leur article que le léger excès d'un isotope de soufre, ?? S, dans les météorites indiquait la présence de «réactions photochimiques dans la nébuleuse solaire précoce». ce qui signifie que le protosun brillait suffisamment fort pour provoquer des réactions chimiques.
"Cette mesure nous dit pour la première fois que le soleil était allumé, qu'il y avait assez de lumière ultraviolette pour faire de la photochimie," dit Thiemens. "Savoir que c'était le cas est d'une grande aide pour comprendre les processus qui ont formé les composés dans le système solaire primitif."
Les astronomes pensent que la nébuleuse solaire a commencé à se former il y a environ 5 milliards d'années lorsqu'un nuage de gaz et de poussière interstellaires a été perturbé, peut-être par l'onde de choc d'une grande étoile qui explose, et s'est effondré sous sa propre gravité. Au fur et à mesure que le disque en forme de crêpe en rotation de la nébuleuse devenait de plus en plus mince, des tourbillons de touffes ont commencé à se former et à grossir, formant éventuellement les planètes, les lunes et les astéroïdes. Le protosun, quant à lui, a continué de se contracter sous sa propre gravité et s'est réchauffé, devenant une jeune étoile. Cette étoile, notre soleil, émanait d'un vent chaud d'atomes électriquement chargés qui soufflait la plupart du gaz et de la poussière qui restaient de la nébuleuse hors du système solaire.
Les planètes, les lunes et de nombreux astéroïdes ont été chauffés et leur matériel a été retraité depuis la formation de la nébuleuse solaire. En conséquence, ils ont eu peu à offrir aux scientifiques à la recherche d'indices sur le développement de la nébuleuse solaire dans le système solaire. Cependant, certaines météorites primitives contiennent du matériel qui est resté inchangé depuis que le protosun a répandu ce matériel du centre de la nébuleuse solaire il y a plus de 4,5 milliards d'années.
Thiemens dit que la technique que son équipe a utilisée pour déterminer que le protosun brillait brillamment peut également être appliquée pour estimer quand et où divers composés sont originaires du vent chaud craché par le protosun.
"Ce sera le prochain objectif," il dit. "Nous pouvons regarder minéral par minéral et peut-être dire ici ce qui s'est passé étape par étape."
L'étude de l'équipe UCSD a été financée par une subvention de la National Aeronautics and Space Administration.
Source d'origine: Communiqué de presse UCSD
