Découverte à nouveau de fer-60 dans des échantillons de carottes de glace antarctique datant de 40 000 à 80 000 ans

Une équipe de recherche internationale a récemment découvert, en analysant des éléments radioactifs à l'état de traces dans d'anciennes couches de glace antarctiques, un indice important retraçant le voyage cosmique du système solaire au cours des 80 000 dernières années. Les chercheurs estiment que ces “poussières stellaires” enfouies profondément dans la glace prouvent que la Terre reçoit depuis longtemps de la matière provenant de l'espace interstellaire, et que cette matière pourrait aider les scientifiques à lever le voile sur l'histoire de la formation de l'environnement interstellaire entourant le système solaire.

Le cœur de l'étude est un isotope radioactif rare appelé fer-60. Le fer-60 ne se produit pas en grande quantité dans l'environnement naturel terrestre ; il naît généralement à l'intérieur d'étoiles massives et est éjecté dans l'espace cosmique lors de l'explosion d'une supernova. Par conséquent, le fer-60 est depuis longtemps considéré comme une importante “empreinte cosmique” pour l'étude de la mort des étoiles et de l'activité des supernovas.

L'équipe de recherche avait déjà découvert des traces de fer-60 dans des échantillons de neige antarctique plus récents, mais leur origine a toujours été controversée. Afin de chercher davantage de réponses, les chercheurs ont obtenu des échantillons de carottes de glace antarctique âgés de 40 000 à 80 000 ans et en ont extrait et analysé les éléments traces. Les résultats montrent que le fer-60 est également présent dans ces anciennes couches de glace, et que son schéma de distribution présente des variations manifestes.

En comparant avec les données d'échantillons de neige antarctique récents et de sédiments marins profonds, les scientifiques ont réussi à reconstituer la trajectoire approximative de l'arrivée du fer-60 sur Terre au cours des 80 000 dernières années. Les données montrent que le flux de fer-60 n'est pas constant, mais qu'il a connu des phases de creux, de pics et de déclin progressif.

Les chercheurs estiment que cette variation correspond le mieux à une explication : le système solaire traverse une région interstellaire appelée “nuage interstellaire local”, et le fer-60 est précisément un vestige d'anciennes supernovas stocké dans ce nuage. Lorsque le système solaire se déplace dans la Voie lactée et pénètre dans ce nuage interstellaire, la Terre reçoit continuellement les particules de fer-60 qu'il transporte.

Le nuage interstellaire local est une structure extrêmement ténue de gaz et de poussières entourant le système solaire, faisant partie d'un ensemble de nuages interstellaires plus vaste à proximité du Soleil. Actuellement, les astronomes pensent que le système solaire se trouve à l'intérieur de ce nuage. De nouvelles recherches suggèrent que ces nuages sont très probablement étroitement liés à d'anciennes explosions de supernovas, et que le fer-60 est précisément la preuve laissée par cette histoire.

Pour mener à bien cette étude, les scientifiques ont traité des centaines de kilogrammes d'échantillons de carottes de glace et utilisé un spectromètre de masse à haute sensibilité pour rechercher des atomes de fer-60 extrêmement rares. Ils ont également détecté d'autres isotopes tels que le manganèse-53, afin de distinguer les différentes sources provenant de l'intérieur et de l'extérieur du système solaire.

Les résultats de l'analyse ont révélé que le fer-60 produit uniquement par l'impact des rayons cosmiques sur les poussières à l'intérieur du système solaire ne peut expliquer les quantités réellement observées. L'équipe de recherche estime donc que la source la plus raisonnable de l'excédent est la poussière de l'espace interstellaire, et que le nuage interstellaire local est actuellement l'explication la plus conforme aux preuves.

Les scientifiques déclarent que cette découverte aide non seulement à confirmer le lien entre le système solaire et le nuage interstellaire local, mais fournit également un nouvel outil pour étudier l'origine de ces nuages interstellaires eux-mêmes. Par le passé, l'humanité s'appuyait principalement sur les télescopes pour observer les objets célestes lointains afin d'étudier l'histoire de l'univers ; aujourd'hui, les minuscules atomes enfouis dans les couches de glace terrestres commencent aussi à raconter l'histoire du passé de la Voie lactée.

Les chercheurs indiquent que si, à l'avenir, il était possible d'obtenir des données sur des échelles de temps plus longues et avec une plus grande précision, l'humanité pourrait reconstituer davantage la trajectoire historique du système solaire traversant différentes régions de la Voie lactée, et retracer une série d'anciens événements de supernovas ayant influencé la formation de l'environnement du voisinage solaire.

Pour le monde astronomique, ces poussières interstellaires gelées dans les couches de glace antarctiques ne sont pas seulement des vestiges de l'instant de la mort d'étoiles lointaines, mais ressemblent davantage à une lettre cosmique traversant des dizaines de milliers d'années, enregistrant le long et continu voyage du système solaire dans la Voie lactée.