Découverte du plus vieux matériau sur Terre

Grain pré-solaire et nébuleuse de l'œuf Copyright de l’image ESA/Hubble/NASA/Janaína Ávila
Image caption Certains des grains pré-solaires de la météorite de Murchison (encadré) pourraient provenir d'étoiles évoluées semblables à la nébuleuse de l'Œuf (photo)

Des scientifiques qui analysent une météorite ont découvert le plus vieux matériau connu sur Terre.

Ils ont trouvé des grains de poussière dans la roche spatiale - qui est tombée sur Terre dans les années 1960 - qui ont jusqu'à 7,5 milliards d'années.

Les plus anciens de ces grains de poussière se sont formés dans des étoiles qui ont rugi jusqu'à la vie bien avant la naissance de notre système solaire.

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Une équipe de chercheurs a décrit le résultat dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Lorsque les étoiles meurent, les particules qui s'y sont formées sont projetées dans l'espace.

Ces "grains pré-solaires" sont ensuite incorporés à de nouvelles étoiles, planètes, lunes et météorites.

"Ce sont des échantillons solides d'étoiles, de la vraie poussière d'étoile", a déclaré l'auteur principal Philipp Heck, conservateur au Field Museum de Chicago et professeur associé à l'Université de Chicago.

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'Ça sent le beurre d'arachide pourri'.

Une équipe de chercheurs des Etats-Unis et de Suisse a analysé 40 grains présolaires contenus dans une partie de la météorite de Murchison, tombée en Australie en 1969.

"Cela commence par l'écrasement des fragments de la météorite en une poudre", a déclaré la co-auteure Jennika Greer, du Field Museum et de l'Université de Chicago.

"Une fois que tous les morceaux sont séparés, c'est une sorte de pâte, et elle a une caractéristique piquante - elle sent le beurre d'arachide pourri."

Cette pâte malodorante a ensuite été dissoute dans l'acide, ne laissant que la poussière d'étoile.

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Image caption Micrographie électronique à balayage d'un grain pré-solaire. Cet exemple est d'environ 8 micromètres de long

"C'est comme brûler la botte de foin pour trouver l'aiguille", dit Philipp Heck.

Pour déterminer l'âge des grains, les chercheurs ont mesuré combien de temps ils avaient été exposés aux rayons cosmiques dans l'espace.

Ces rayons sont des particules de haute énergie qui traversent notre galaxie et pénètrent la matière solide.

Certains de ces rayons interagissent avec la matière qu'ils rencontrent et forment de nouveaux éléments. Plus ils sont exposés longtemps, plus ces éléments se forment.

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Les chercheurs ont utilisé une forme particulière (isotope) de l'élément néon - Ne-21 - pour dater les grains.

"Je compare cela à la mise en place d'un seau dans une tempête de pluie. En supposant que la pluie est constante, la quantité d'eau qui s'accumule dans le seau vous dit combien de temps il a été exposé", a déclaré le Dr Heck.

En mesurant la quantité de nouveaux éléments présents, les scientifiques savent pendant combien de temps le grain a été exposé aux rayons cosmiques. Cela leur indique également l'âge du grain.

Certains des grains pré-solaires se sont avérés être les plus anciens jamais découverts.

D'après le nombre de rayons cosmiques ayant interagi avec les grains, la plupart devaient avoir entre 4,6 et 4,9 milliards d'années. À titre de comparaison, le Soleil a 4,6 milliards d'années et la Terre, 4,5 milliards.

Cependant, la plus ancienne a donné une date d'environ 7,5 milliards d'années.

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Le Dr Heck l'a dit à BBC News : " seulement 10% des grains ont plus de 5,5 milliards d'années, 60% des grains sont "jeunes" (à) 4,6 à 4,9 milliards d'années, et le reste se situe entre les plus vieux et les plus jeunes.

"Je suis sûr qu'il y a des minéraux pré-solaires plus anciens à Murchison et dans d'autres météorites, mais nous ne les avons pas encore trouvés."

Auparavant, le plus vieux grain pré-solaire daté avec des isotopes de néon avait environ 5,5 milliards d'années.

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Ces découvertes éclairent un débat sur la question de savoir si de nouvelles étoiles se forment à un rythme régulier ou s'il y a des hauts et des bas dans le nombre de nouvelles étoiles au fil du temps.

"Grâce à ces grains, nous avons maintenant des preuves directes d'une période de formation d'étoiles accrue dans notre galaxie il y a sept milliards d'années, grâce à des échantillons de météorites", dit-il.

"C'est l'une des principales conclusions de notre étude", a déclaré le Dr Heck.

Les chercheurs ont également appris que les grains pré-solaires flottent souvent dans l'espace, collés ensemble en grands amas, comme le granola. "Personne ne pensait que cela était possible à cette échelle", a expliqué Philipp Heck.