Une image claire et détaillée de la formation de l’or lors de la collision entre étoiles à neutrons

Une étoile à neutrons correspond à l’ultime stade de vie d’une étoile massive. C’est un objet extraordinairement dense. Comme si l’humanité entière était concentrée dans un morceau de sucre. On comprend que lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision, il se crée parmi les conditions les plus extrêmes de notre Univers. Des conditions indispensables à la formation d’éléments lourds comme l’uranium ou l’or.

Le scénario d’une collision entre étoiles à neutrons

En 2017, les astronomes ont pu enregistrer pour la première fois les signes d’une collision entre étoiles à neutrons. Des ondes gravitationnelles, un sursaut gamma, le tout accompagné d’un flash lumineux. L’événement GW170817 s’est produit à quelque 130 millions d’années-lumière de notre Terre. Et en compilant toutes ces données avec des résultats d’expériences menées en laboratoire dans un nouvel outil de modélisation, des chercheurs de l’Institut Max-Planck de physique gravitationnelle et de l’université de Potsdam (Allemagne) ont produit le scénario le plus détaillé de ce qui s’est joué à ce moment-là. Ils le publient dans la revue Communications naturelles.

Sur la base des ondes gravitationnelles enregistrées, ils décrivent ainsi d’abord les orbites finales des deux étoiles à neutrons. Des trajectoires qui les ont menées à une collision qui a donné naissance à des éléments lourds éjectés dans l’espace. Certains de ces éléments radioactifs se sont alors désintégrés en éléments plus stables comme l’or, faisant grimper la température et générant un feu d’artifice de signaux électromagnétiques allant des infrarouges aux ultraviolets en passant par le visible. Un sursaut gamma, également provoqué par la collision entre les étoiles à neutrons, a éjecté encore plus de matière. Et la réaction de cette matière avec le milieu environnant a émis des rayons X et des ondes radio.

Étudier d’autres collisions pour mieux comprendre la formation de l’or

Les détecteurs d’ondes gravitationnelles mis à niveau ont été lancés dans leur quatrième campagne d’observation. Et les astronomes espèrent qu’ils révéleront d’autres collisions d’étoiles à neutrons qui pourraient être étudiées grâce à cet outil qu’ils ont développé.