Les éléments les plus lourds de l'Univers, comme l'or, se forment dans des conditions d'une violence extrême. Ces conditions ne sont réunies que lors de phénomènes cosmiques rares, notamment lors de collisions d'étoiles à neutrons. L'or que l'on trouve aujourd'hui sur Terre ne s'est donc pas formé ici. Ce métal précieux, exploité depuis des milliers d'années, vient bel et bien de l'espace.
Une explosion cosmique parmi les plus puissantes jamais observées
Lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision, elles provoquent une explosion appelée « kilonova ». Figurant parmi les plus puissantes de l'Univers, cette collision libère une énergie colossale et crée les conditions extrêmes nécessaires à la formation d'éléments lourds comme l'or. Elle s'accompagne également d'un sursaut gamma. C'est précisément ce type d'événement cosmique qu'a détecté le satellite Fermi Gamma-ray Space Telescope en 2023. Il a enregistré un sursaut gamma sous la forme d'un puissant flash d'énergie provenant d'une galaxie lointaine. Les scientifiques pensent que ce phénomène est lié à ce type de collision, à l'origine d'une kilonova. En plus de générer un sursaut gamma, ce phénomène produit également des ondes gravitationnelles et favorise la formation d'éléments lourds comme l'or.
Le processus r, au cœur de la formation de l'or
Le sursaut gamma détecté en 2023 a été baptisé GRB 230906A par les scientifiques. Mais alors, comment ces explosions permettent-elles de créer de l'or ? Lors des kilonovae, un phénomène appelé « processus r » entre en jeu. Il s'agit d'une réaction nucléaire qui crée environ la moitié des noyaux atomiques plus lourds que le fer. Le processus r repose sur une capture très rapide de neutrons par les noyaux atomiques. Avant d'avoir le temps de se désintégrer, ces noyaux absorbent de nouveaux neutrons, ce qui permet de former des éléments de plus en plus lourds, comme l'or. « Cela pourrait expliquer naturellement le taux de production accru d'éléments lourds observé dans le halo des galaxies en interaction », explique Simone Dichiara, auteur principal de l'étude. Ainsi, derrière chaque bijou en or se cache une origine spectaculaire : celle d'une explosion cosmique d'une violence extrême. Ce métal précieux est donc en réalité le témoin d'événements survenus aux confins de l'Univers.
