Déluge de supernovas sur Terre il y a des millions d'années

La Terre a subi une pluie de rayonnement de supernovas il y a des millions d’années. Et on a trouvé des traces de ce déluge sur la Lune et sur Terre.



On dirait un scénario d’un film catastrophe. Une étoile voisine explose en une supernova en surpassant la lumière du soleil dans le ciel. Le rayonnement pulvérise la couche d’ozone de la exposant les habitants de la à la radiation du soleil. Les cancers crèvent le plafond, les récoltes sont détruites et la civilisation s’effondre. Un peu tiré par les cheveux, mais 2 équipes de chercheurs ont trouvé des preuves qu’il y a 10 millions d’années, notre planète était exposée aux expositions de plusieurs voisines. Ces étaient trop lointaines pour provoquer le chaos et la destruction, mais on pouvait les voir en plein jour et elles ont pu déclencher les récentes ères glaciaires de la Terre.

L’impact d’une supernova sur Terre

Cette nouvelle théorie est fascinante selon John Ellis, un physicien théoricien du College London qui travaille au CERN. C’est une pluie de résultats. Les scientifiques se demandaient depuis longtemps si une explosion de photons et de particules provenant d’une supernova peut endommager suffisamment l’atmosphère pour changer le climat et donc, l’évolution ce qui pourrait provoquer une extinction de masse. En principe, une supernova peut bombarder la Terre à n’importe quel moment. Mais les probabilités sont faibles. Parmi les 100 milliards d’étoiles de la Voie lactée, on a en 2 qui deviennent des supernovas par siècle. Une Supernova avec des effets mortels possède une probabilité de 1,5 à chaque milliard d’années.

Mais les scientifiques ont déjà des preuves sur les supernovae voisines. Celles qui se sont produites depuis la formation de la Terre ont pu laisser des traces sur la planète sous la forme d’isotopes radioactifs particuliers. Dans les années 1990, les modèles suggéraient qu’une supernova située à 300 années-lumières pourrait amener de tels isotopes sur Terre s’ils étaient transportés par les grains de poussière qui sont émis par l’explosion. Il y a des milliers d’étoiles à cette distance, mais une seule pourrait devenir une supernova à chaque million d’années.

L’isotope fer-60, preuve d’une Supernova

Les chercheurs ont donc parcouru le globe pour chercher des couches d’isotopes radioactifs dans les strates rocheuses et ils ont découvert un filon en 1999. Des échantillons provenant des océans ont révélé des couches métalliques dures, connues comme des croutes de ferromanganèse, qui se forment lentement pendant des millions d’années. Ces croutes contenaient du fer-60, un isotope avec une demi-vie de 2,6 millions d’années et cela signifie qu’il était plus jeune que la Terre. Le fer-60 était dans une strate datant de 2,2 millions d’années. On a trouvé des couches similaires dans de nombreux océans. Et pendant que certains regardaient sous terre, d’autres cherchaient les supernovas dans le ciel qui auraient pu amener ce matériau sur terre. On a trouvé 2 cibles potentielles, l’Association Scorpion-Centaure, un groupe de plus de 400 étoiles situés à 400 années-lumières pendant la Supernova et l’Association Toucan-Horloge, un groupe d’étoiles qui était situé à 200 années-lumières pendant la Supernova.

Cependant, les quelques échantillons de fer-60 n’ont pas révélé la localisation de la Supernova. En fait, dans un papier publié sur arXiv (PDF), Ellis et ses collègues estiment qu’à cause des effets des grains de poussière, du champ magnétique, de la circulation océanique et du vent, le fer-60 arrivé sur la Terre s’est déplacé de façon constante. Les dépôts terrestres ne sont pas pratiques selon Ellis. Mais ils révèlent la fréquence à laquelle les atomes sont arrivés ce qui permet d’estimer la distance de la supernova. Et en se basant sur ces informations, l’Association Toucan-Horloge sort clairement du lot.

Plusieurs supernovas ont bombardé la Terre

Mais Anton Wallner, un physicien nucléaire à l’Australian National University (ANU) et ses collègues rapportent un examen plus détaillé des dépôts de fer-60 autour du globe (Lien vers le papier complet via Sci-Hub). Et ils prétendent que la Terre a été exposée à plusieurs supernovas. En analysant 120 échantillons provenant des planchers des océans Pacifique, Atlantique et Indien, les chercheurs rapportent qu’on peut détecter le fer-60 un peu partout et qu’il ne reflète pas un seul événement. On a des strates rocheuses de 1,7 million à 3,2 millions d’années. Ces preuves suggèrent qu’il y a une série de supernovae qui se sont produites à la suite.

Ellis a déclaré que ces nouveaux résultats sont excitants, mais qu’on doit être prudent, car le temps a pu provoquer une sorte de délai dans les grains de poussière de la supernova lorsqu’ils ont traversé l’espace. L’équipe d’ANU a également trouvé du fer-60 dans des couches plus profondes indiquant une autre explosion qui s’est produite il y a 8 millions d’années. Dans un second papier publié dans Nature (Lien vers le papier complet via Sci-Hub), une équipe menée par Dieter Breitschwerdt de la Technical University à Berlin a utilisé une nouvelle approche astronomique pour préciser la source des supernovas. Ils ont modelé la Bulle Locale qui est une région de plasma chaud où on trouve le système solaire. La bulle a été créée par 14 à 20 supernovas dans l’Association Scorpion-Centaure qui a dévié ensuite de la bulle. Leurs analyses suggèrent que 2 de ces supernovas étaient suffisamment proches pour avoir apporté le fer-60 sur Terre. La première a eu lieu il y a 2,3 millions d’années et la seconde s’est produite 800 000 ans plus tard. Les 2 sont situés à 300 années-lumières.

L’impact des supernovas sur le climat terrestre

Mais est-ce que ces explosions ont eu un impact sur la Terre et son évolution ? C’est une coïncidence intéressante que ces supernovas correspondent avec une période pendant laquelle la terre s’est refroidie et qu’elle est passée de la période Pliocène vers le Pléistocène selon Wallner. Le Pléistocène est une époque qui couvre les dernières 2,5 millions d’années et elle est caractérisée par le refroidissement de l’atmosphère et plusieurs ères glaciaires. Certains ont suggéré que les particules des Supernovas ont augmenté la couverture nuageuse en refroidissant la surface de la Terre.

Il faudra des isotopes avec une demi-vie plus longue pour déterminer si ces supernovas ont provoqué des catastrophes dans le passé telles qu’une extinction de masse. Et un bon candidat est le plutonium-244 qui possède une demi-vie de 81 millions d’années, mais les chercheurs ne l’ont pas encore trouvé. Les chercheurs espèrent aussi que des dépôts sur la Lune et sur d’autres corps du système solaire pourraient avoir des traces de supernova. Sans atmosphère ou d’océan sur la lune, les grains de poussière des supernovas ont pu rester à la même place ce qui peut donner une idée de leur provenance. Dans un papier qui sera publié la semaine prochaine dans Physical Review Letters, une équipe rapporte l’analyse de 9 échantillons des missions Apollo 12, 15 et 16. Et l’équipe a trouvé des preuves formelles de fer-60 qui viennent des mêmes supernovas que ceux des échantillons sur Terre.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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