La compréhension des explosions d`étoiles plus

COMMUNIQUÉ DE PRESSE NATIONAL I PARIS I 27 AVRIL 2009
Appelées novæ, les explosions d'étoiles mettent en œuvre des réactions nucléaires entre
les atomes de l'étoile. Pour mieux comprendre ces phénomènes violents, les
astrophysiciens étudient le rayonnement émis par certains types d'atomes, notamment le
fluor-18 issu des réactions. Or, des chercheurs du Ganil1 (CEA-CNRS2), en collaboration
avec des équipes anglaises, belges, roumaines et françaises, viennent de déterminer que le
fluor-18 serait moins abondant que prévu. Cette découverte réduit donc la chance
d'observer le rayonnement émis par cet atome. Elle implique de nouvelles contraintes pour
l'observation et la compréhension des novæ. Ces travaux viennent d'être publiés dans la
revue Physical Review Letters.
Connues depuis l'antiquité, les novæ sont des explosions d'étoiles qui se produisent environ 20 fois
par an dans notre galaxie. Les physiciens supposent aujourd'hui qu'elles se produisent dans des
systèmes binaires d’étoiles, formés d’une étoile géante rouge et d’une étoile compagnon petite et
chaude, la naine blanche. « De la matière est arrachée de la première étoile et tombe sur la
surface de la seconde, décrit François de Oliveira Santos, physicien au Ganil. Cette matière
stellaire s’accumule en surface de la seconde étoile, entraînant une augmentation de sa
température et de sa densité. De nombreuses réactions nucléaires, c'est-à-dire la transformation
d'un ou plusieurs noyaux atomiques en d'autres particules, interviennent alors : les noyaux
d’atomes stables (carbone, oxygène, etc) de l’étoile sont transformés en noyaux radioactifs, tel le
fluor-18. » C'est en observant le rayonnement émis par ces particules que les chercheurs espèrent
mieux comprendre les processus physiques en œuvre au cours des novæ.
Le fluor-18 est un atome radioactif dont le noyau instable est déficient en neutrons par rapport à sa
forme stable, le fluor-19. Lorsqu'il se désintègre, le fluor-18 émet un rayonnement
électromagnétique spécifique que les astrophysiciens étudient pour mieux appréhender ce qui se
passe à l'intérieur des novæ. « La quantité du rayonnement émis lors de l’explosion dépend de la
quantité de fluor-18 présent, explique François de Oliveira Santos. » Pour la déterminer, les
chercheurs ont tenté d'identifier toutes les réactions nucléaires responsables de la création et de la
destruction du fluor-18. Ces réactions dépendent de la structure des noyaux, elles ont donc été
étudiées grâce à des accélérateurs de particules.
Une expérience réalisée à l’Université de Louvain-la-Neuve en Belgique, dans le cadre d’une
collaboration internationale, a permis aux scientifiques de recalculer à la baisse l’estimation de la
quantité de fluor-18 présente dans les novae. Conclusion, les réactions nucléaires impliquant le
fluor-18 dans ces explosions entraînent sa destruction au-delà de ce qui avait été précédemment
1 Grand accélérateur national d’ions lourds situé à Caen.
2 CNRS/IN2P3 : Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS.
La compréhension des explosions d'étoiles plus
compliquée que prévu

estimé. « Notre résultat est en accord avec des travaux théoriques récents, souligne François de
Oliveira Santos. Nous l’avons obtenu grâce à une nouvelle technique expérimentale utilisant des
faisceaux de noyaux radioactifs accélérés. » Il apporte de nouvelles contraintes pour l’observation
et la compréhension des explosions stellaires.
Bibliographie
Discovery of a New Broad Resonance in 19Ne : Implications for the Destruction of the
Cosmic -Ray Emitter 18F. J. C. Dalouzy, L. Achouri, M. Aliotta, C. Angulo, H. Benhabiles,
C. Borcea, R. Borcea, P. Bourgault, A. Buta, A. Coc, A. Damman, T. Davinson, F. de Grancey,
F. de Oliveira Santos, N. de Séréville, J. Kiener, M. G. Pellegriti, F. Negoita, A. M. Sánchez-
Benítez, O. Sorlin, M. Stanoiu, I. Stefan, and P. J. Woods, Physical Review Letters. 24 avril 2009
Contacts
Chercheur l Francois de Oliveira Santos l T 02 31 45 47 40 l [email protected]
Presse CNRS l Priscilla Dacher l T 01 44 96 46 06 l [e-mail]
CEA l Delphine Nicolas l T 01 64 50 27 53 l delphine.nic[email protected]