Comment se forment les étoiles et l`origine du système solaire ?
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Commentseformentlesétoileset l’originedusystèmesolaire? Quellessontlescontraintesetlesques/onsouvertes parlesanalysesdelama/èreextraterrestre (météorites/micrométéorites)? J.Duprat CSNSMIN2P3-CNRS Univ.Paris-Sud/Univ.Paris-Saclay JournéesSFP-BTPN21-22Juin2016 Lesgrandesques/onsenphysiquenucléairefondamentale Commentlessystèmesdetypesolaireseforment-ils? TheEaglenebula, Distance6500LY(2kpc) Sizeoftheclouds: 1LY,~50kAU,~0.3pc HH30 DynamicDiskandJets, (450LY)HST 110 AU HSTFomalhaut,25LY Fomalhautb<3Mjup IR Kalasetal.Science2008 Dudisqueprotoplanétaireauxplanètes • Est-ilpossibledetracerunefronbèreentrele systèmesolaireetl’héritagedumilieu interstellaire? • Quelétaitlecontexteastrophysiquede formabondusystèmesolaire? • Laformabondusystèmesolaireest-elle générique? ALMA,Imageof protoplanetarydisk HL-Tauri(450LY) Size100UA Lespebtscorpsdusystèmesolaire(AstéroïdesetComètes)sont lesarchivesdusystèmesolaireprimibf UnmajeurmajeurdesmissionsspaAales STARDUST ROSETTA 1999JU3( Hayabusa OSIRIS-Rex Lacomposibondespebtscorpsprimibfsnousrenseignesur lecontextedeformabondusystèmesolaire DeepImpact Météoritesetmicrométéorites, lesarchivesdelaformabondusystèmesolaire Chutedelamétéorited’Orgueil,1864. CollectemoderneenAntarcbque Météoritedetype Chondrite(Orgueil) LacomposibondesmétéoritesdetypeCInousrenseignesurl’abondance relabvedesélémentsnon-volablesdanslenuageparentdusystèmesolaire Lacomposibonmoyennedumilieu interstellairelocal,ilya4,6Gyrs. B2FH Est-ilpossibled’idenbfierdansles chondritesunhéritagedirectdes poussièresdumilieuinterstellaire? Météoritechondribque r p lacomposiAonisotopiquedes gazesrares(Xe) dansleschondrites unepremièreindicabondela présencedesphasespré-solaires Reynolds&Turner1964 124,126Xe: pnuclei 128,130Xe: puresnuclei 134,136Xe: rnuclei Ladécouvertedesgrainspré-solaires Météorited’Allende Lamatricedeschondritesconbent desphasesminérales(SiC,Graphites,nano-diamants… <10μm)directementhéritéesd’enveloppesstellaires degénéraAonantérieureauSoleil. LarryNinler, CarnegieInsbtubonofWashington In-situsecondaryionmassimage(P.Hoppeetal) Est-ilpossibled’idenAfierlesétoilesparentesdesgrainspré-solaires? • • • • L’exempledesgrainsdecarburede Silicium(SiCmainstream) Lesétoilesdefaiblemassesproduisent despoussièrescarbonéesdansleur phaseAGB RichesenC(combusbonencouchede He) Richesen14N(cycleCNO) Richesen22Ne,14N(α,γ)18O(α,γ)22Ne P.Hoppe2007 Quellescontraintessurl’évoluAonchimiquedelaGalaxie? LacomposiAonisotopiqueduSidans lesSiCMainsteam. • • 28Siestunnoyauprimaire 29,30Sisontdesnoyauxsecondaires, leurabondancedépenddela métalicitédel’étoile ->L’évolubonchimiquedelaGalaxie (CEG)prévoitunenrichissement progressifenisotopeslourds(29,30Si) P.Hoppe2007 Quesbonouverte:lesSiCquiétaientprésentsdanslanébuleuseprotosolaireapparaissent«plusjeunes»queleSoleillui-même, cequiestimpossible… Grainsprésolaires&étoilesmassives Lin ApJ 2002 LesSiCdetypeXsontrichesen28Si ⎛ ⎛ 29 Si ⎞ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 30 ⎛ 29 Si ⎞ ⎜ ⎝ Si ⎠ sample δ ⎜ 30 ⎟ = − 1⎟ ×1000 29 ⎜ ⎟ ⎛ ⎞ Si ⎝ Si ⎠ ⎜⎜ ⎟ ⎜ 30 ⎟ ⎝ Si ⎠⊕ ⎟⎠ ⎝ Des excès en 44Ca liés à la décroissance in-situ du 44Ti (dans les Type X SiC et les graphites) • • 44Ti (N=Z) → 44Sc → 44Ca 44Ti (t =60 years) 1/2 Laproblémabquedesradioacbvitéséteintesdanslejeunesystème solaire,àlafronbèreentremilieuinterstellaireetétoileenformabon… TheEaglenebula, Distance6500LY(2kpc) Sizeoftheclouds: 1LY,~50kAU,~0.3pc HH30 DynamicDiskandJets, (450LY)HST 110 AU HSTFomalhaut,25LY Fomalhautb<3Mjup IR Kalasetal.Science2008 DesélémentsradioacAfsdecourtespériodesétaientprésents dansledisqueprotoplanétaire Sp Melilite Anorthite Spinel Pyroxene Px An Lee et al. (1976) Mel 26Al/27Al=510-5 26Al(β+)→26Mg, T1/2=0.716Myr CAIMRS6(Leoville,CV3) Delanucléosynthèsenon-thermique McKeeganetalNature2001 10Be(β-)→10B,T 1/2=1.4Myr Sblluncertain: 7Be(T =53days)→7Li,7Be/9Be=610-3? 1/2 10BeestproduitparspallaAonsurCNO, M.Chaussidonetal2006 irradiabondudisqueproto-planétairepar desparbculesdehauteénergieémisesparlejeunesoleil? Lesabondancesdecertainsisotopesàcourteduréedeviene sontPAScompaAblesavecl’évoluAonchimiquedelagalaxie • Lecontextedenaissancedusystèmesolaire est-ilgénériqueouparbculier? • Lesystèmesolaires’estilforméàproximité d’uneétoileparbculièreenfindevie? • Quelétaitlesitedenucléosynthèsepar irradiabon? WasserburgetalNucl.Phys;A2006 HH30,HST,(©Burrows,STSci/ESA,WFPC2,NASA Meyer&ClaytonSSR2000 TabscheffetalApJ2010 Lecasdu41Ca,unchallenge pourlaspectrométriedemasse 60Fe,thesmokinggun IrelandLPI1999 Mostefaouietal2004,Tang&Dauphas2012,… 41Ca→41K,T =0.1Myr 1/2 41Ksignal:1-10c/sBackground40Ca(108c/s),40CaH (105c/s),(40Ca-42Ca)++ JournéesSFP-BTPN21-22Juin2016 Lesgrandesques/onsenphysiquenucléairefondamentale TakeHomemessage • Lesgrainspré-solairesapportentdescontraintescruciales surlesprocessusdenucléosynthèseetl’évoluAon chimiquedelagalaxie. • L’originedesisotopesàcourtesduréedeviedansledisque protoplanétaireestunenjeumajeurpourcomprendrele contextedenaissancedenotreétoileetl’évoluAon primiAvedudisqueprotoplanétaire. IlestindispensablededévelopperdescollaboraAonsavecleséquipes d’astrophysiqueetdecosmochimietravaillantsurcesquesbons: IAS,IAP,Meudon,Toulouse,IPAG,MNHN,CRPG,IPGP,...
