Une roche spatiale découverte il y a plus de deux décennies pourrait être la première preuve physique d’un type rare d’explosion stellaire puissante appelée supernova de type Ia, selon une nouvelle étude.

En 1996, un chercheur travaillant dans le désert égyptien a découvert une petite roche dont les scientifiques ont déterminé plus tard qu’elle était très probablement d’origine extraterrestre, car elle contenait de mystérieux composés minéraux que l’on ne trouve nulle part ailleurs sur Terre. Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l’Université de Johannesburg en Afrique du Sud disent avoir découvert que cette roche spatiale, nommée Hypatia Rock d’après l’ancien philosophe et astronome grec, pourrait être la première preuve physique d’une supernova de type Ia, l’une des phénomènes les plus énergétiques de l’univers.

L’équipe a mené des années de recherche, y compris des études en 2013, 2015 et 2018, qui ont montré que la pierre ne provenait pas de la Terre, d’une météorite ou d’une comète, ou de toute autre partie du système solaire, respectivement.

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Un spécimen de la pierre d’Hypatie. (Crédit image : Romano Serra)

Dans leur nouvelle analyse de la pierre Hypatia, les scientifiques ont utilisé le faisceau de protons, un accélérateur de particules à haute énergie qui a identifié 15 éléments de manière plus détaillée que jamais. À l’aide de ces indices, l’équipe a commencé à reconstituer les emplacements d’où la pierre aurait pu provenir en utilisant un processus d’élimination.

Par exemple, la quantité de silicium dans la roche d’Hypatie était extrêmement faible – moins de 1 % de ce que l’on pourrait attendre d’un objet qui s’est formé dans notre système solaire. De même, les niveaux de chrome, de manganèse, de fer, de soufre, de cuivre et de vanadium n’étaient pas typiques du matériau interne du système solaire.

« Nous avons trouvé un modèle d’abondance d’oligo-éléments cohérent qui est complètement différent de tout ce qui se trouve dans le système solaire, qu’il soit primitif ou évolué », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Jan Kramers, géochimiste à l’Université de Johannesburg, dans un communiqué. « Les objets de la ceinture d’astéroïdes et les météores ne correspondent pas à cela non plus. Alors nous avons regardé au-delà du système solaire.

Ils ont continué à modifier leurs paramètres en fonction de diverses sources possibles, notamment des voies de poussière interstellaires dans la Voie lactée, une étoile géante rouge et même une supernova de type II, qui se produit lorsqu’une étoile massive manque de carburant, s’effondre puis explose. Cependant, la composition de la pierre d’Hypatie excluait chacune de ces possibilités.

Vue d’artiste d’une naine blanche en pleine croissance avant qu’elle ne devienne une supernova. (Image reproduite avec l’aimable autorisation du laboratoire d’imagerie conceptuelle du Goddard Space Flight Center de la NASA)

Les scientifiques ont donc cherché à savoir si la source pouvait être une supernova de type Ia, une explosion super puissante qui se produit lorsqu’un reste dense et sombre d’une étoile appelée naine blanche dans un système binaire explose avec une telle force que la naine blanche se brise en atomes. Une fois ces atomes solidifiés avec la poussière de la nébuleuse naine blanche, le matériau rocheux résultant aurait théoriquement une caractéristique chimique très spécifique, selon les scientifiques.

Il s’est avéré que les caractéristiques chimiques de la pierre d’Hypatie sont très similaires aux caractéristiques chimiques de la supernova, que les scientifiques ont supposées pour une supernova de type Ia. Cependant, ils ne correspondaient pas à 100 %.

« Dans six des 15 éléments, les proportions étaient 10 à 100 fois supérieures aux plages prédites par les modèles théoriques pour les supernovae de type Ia », ont déclaré les scientifiques dans un communiqué. « Ce sont les éléments aluminium, phosphore, chlore, potassium, cuivre et zinc. »

Les chercheurs espèrent expliquer ces niveaux anormaux avec plus d’analyse. En même temps, ils sont enthousiasmés par la perspective de preuves potentielles de supernova et par ce qu’ils peuvent dire sur l’origine du système solaire.

« Peut-être tout aussi important, cela montre qu’un seul » envoi « anormal de poussière de l’espace peut être incorporé dans la nébuleuse solaire à partir de laquelle notre système solaire a été formé sans se mélanger complètement avec elle », a déclaré Kramers. « Cela va à l’encontre de la sagesse conventionnelle selon laquelle la poussière à partir de laquelle notre système solaire s’est formé était complètement mélangée. »

Les recherches de l’équipe sont publiées dans le numéro d’août 2022 d’Icarus.

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