Âge de l'univers

2001/02/13 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia

• Astrofisika

Combien d'années l'univers a-t-il ?

Cette question simple et fondamentale a été la préoccupation des astronomes au cours des siècles. Pour le calcul de l'âge sont généralement utilisés de nombreuses méthodes, telles que la mesure de la vitesse d'éloignement de l'univers ou des naines blanches, les étoiles faibles qui meurent, la clarté. Cependant, ces méthodes ne fournissent pas un calcul correct de l'âge (ils estiment qu'il peut atteindre 9-16 milliards d'années), car ils sont tous basés sur des hypothèses sur l'objet étudié.

La cosmochronométrie radioactive, méthode basée sur la quantité de thorium radioactif dans les étoiles, est plus fiable. Maintenant, l'équipe de l'astronome Cayrel de l'observatoire parisien a fait connaître une nouvelle étape: Dans une étoile très ancienne appelée CS31082-001 a été trouvé uranium radioactif.

D'où viennent les éléments radioactifs ?

Presque tous les éléments chimiques ont eu lieu dans les réactions de fusion nucléaire, coeurs chauds et denses des étoiles ou supernovae. Les cycles de fusion libèrent de l'énergie, ce qui donne aux étoiles la pression vers l'extérieur nécessaire pour stabiliser la force vers l'intérieur de la gravitation. Bien que initialement le noyau est constitué d'éléments de faible poids atomique, comme l'hydrogène et l'hélium, avec le temps des éléments plus lourds sont formés jusqu'à atteindre le fer. Par conséquent, la force de gravité augmente également et l'obtention d'énergie par fusion devient plus difficile. À la fin, les forces de gravité ne peuvent pas être équilibrées et les étoiles sont impliquées, avalant des couches extérieures. En arrivant au noyau, les étoiles explosent en libérant toute l'énergie, ce qu'on appelle supernova. Cependant, même si la supernova est l'un des épisodes les plus spectaculaires que vous pouvez voir dans l'espace, seules quelques étoiles finissent ainsi. La supernova génère de nombreux neutrons instables et, pour les stabiliser, ils se concentrent sur un noyau. Parallèlement, on génère des éléments radioactifs de grand poids et longue vie, principalement le thorium et l'uranium.

Pourquoi le thorium et l'uranium sont-ils si importants pour les astronomes?

Les éléments radioactifs sont désintégrés au fil du temps et chacun a une vitesse de désintégration différente et constante. Cette caractéristique est utilisée pour calculer l'âge des restes d'antan, fossiles et étoiles, et est la méthode 14C utilisée en archéologie. À son tour, la vitesse de désintégration de ces éléments radioactifs est connue, de sorte que vous pouvez savoir quand ils ont été formés.

Le thorium et l'uranium radioactif créé après la fin de la supernova des expériences d'une étoile née au début de l'histoire de notre galaxie peuvent encore être autour de lui pour sa longue période de désintégration. L'analyse de la quantité dans laquelle ils se trouvent a permis de connaître la date de naissance de l'univers et de déterminer la date de naissance. Cependant, bien qu'ayant observé de vieilles étoiles avec du thorium radioactif, il n'a pas été aussi facile de voir qu'elles avaient aussi de l'uranium radioactif.

Les astronomes pensent que l'univers est né il y a 14 à 16 milliards d'années, après avoir mesuré le thorium qu'ont les étoiles anciennes, qui auraient été nées avec l'univers. Cependant, cette donnée n'est pas aussi exacte que prévu, puisque le temps de désintégration du thorium est si long que la marge d'erreur calculée est également très grande, 4 milliards, qui est trop grande pour les astronomes.

La dernière découverte

Cayrel et son équipe ont observé avec un télescope spécial le CS31082-001 à la recherche d'étoiles anciennes. L'étude réalisée sur cette étoile a permis de se rapprocher davantage de l'âge exact de l'univers. En plus du thorium radioactif, il a l'uranium radioactif. Compte tenu des temps de désintégration des deux et de leur quantité, l'équipe de Cayrele estime que ces éléments ont été formés il y a 12,5 millions d'années. Ce calcul est plus précis que ceux précédemment réalisés et présente une marge d'erreur inférieure à 3,3 milliards.

De nombreuses étoiles nées au début de l'histoire de la galaxie ont de nombreux centres radioactifs, et au moins une a l'uranium radioactif. Comme la nouvelle génération de grands télescopes commence maintenant, ils espèrent trouver d'autres exemples similaires. Les résultats de ses études permettront de nous rapprocher de l'âge exact de l'univers.