Je voue propose
une traduction de Physics world
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Forbidden nuclear transition sheds light on how some
stars die
23 Jan 2020
By Sam Jarman a
science writer based in the UK
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Une transition
nucléaire interdite met en lumière la mort de certaines étoiles
Photo d’une
étoile éclatée: la nébuleuse du crabe aurait été créée par l'explosion d'une
étoile de masse intermédiaire. (Avec la permission de la NASA / ESA / J Hester
et A Loll, Arizona State University)
Les étoiles
de masse intermédiaire expirent par des explosions thermonucléaires plutôt que par
effondrement gravitationnel, selon des expériences et des calculs effectués par
une équipe internationale d'astrophysiciens dirigée par Oliver Kirsebom à
l'Université Dalhousie au Canada. En mesurant le taux de désintégration
nucléaire «interdite» qui transforme le fluor-20 en néon-20, ils ont pu
déterminer le taux auquel le néon-20 dans une étoile capturera les électrons
dans un environnement stellaire. Ce taux était beaucoup plus élevé qu'on ne le
pensait auparavant, ce qui a amené l'équipe à conclure que de telles étoiles sont
plus susceptibles d’intervenir dans les
explosions thermonucléaires
Les étoiles
de masse intermédiaire pèsent environ 7 à 11 masses solaires et sont courantes
dans la Voie lactée. Les astrophysiciens sont convaincues que vers la fin de
leur cycle de vie, ces étoiles ont des noyaux composés principalement d'oxygène
et de néon et finissent par exploser en supernovæ. Jusqu'à présent, cependant,
on ne sait toujours pas si l'explosion est provoquée par un effondrement
gravitationnel, comme c'est le cas pour les étoiles plus massives, ou par une
explosion thermonucléaire proprement dite
La clé pour
résoudre ce mystère réside dans la connaissance du taux de capture d'électrons
par le néon-20 à l'état fondamental, par lequel le néon se transforme en
fluor-20. Ce processus est une transition « seconde interdite», qui ne se
produit que très rarement en dehors des températures et densités extrêmes des
intérieurs stellaires. Parce que le processus est extrêmement rare dans les
conditions présentes sur Terre, il s'est avéré très difficile à étudier en
laboratoire.
En faisant
des expériences au JYFL Accelerator Laboratory de l'Université finlandaise de
Jyväskylä, l'équipe de Kirsebom a réalisé la meilleure mesure à ce jour de ce
taux de transition en étudiant le processus inverse - la désintégration bêta du
fluor-20 pour l’état fondamental du
néon-20. Cela a été fait en tirant un faisceau de noyaux de fluor-20 dans une
feuille de carbone, où ils sont intégrés. Alors que les noyaux se
désintégraient, l'équipe a surveillé le nombre d'électrons produits avec des
énergies caractéristiques de la production de néon-20 à l'état fondamental.
Alors que
presque toutes les désintégrations ont créé le néon-20 dans un état excité,
environ 1 événement sur 250 000 a réussi à créer le néon-20 dans son état fondamental.
Bien que ce pourcentage soit minuscule, il s'agit de l'une des transitions
interdites les plus fortes jamais mesurées. L'étape suivante consistait à
utiliser ces informations pour calculer la vitesse à laquelle le néon-20 à
l'état fondamental capturerait les électrons dans un environnement stellaire
Ce taux
s'est révélé être 100 millions de fois plus élevé que ce qui avait été prédit
par les calculs précédents. Kirsebom et ses collègues ont conclu que dans les
noyaux stellaires de masse intermédiaire, le chauffage et la fusion de
l'oxygène peuvent se produire plus tôt et à des densités plus faibles qu'on ne
le pensait auparavant. Cela signifie qu'au lieu de s'effondrer sous leur propre
gravité, les étoiles sont davantage susceptibles d'expirer par des explosions
thermonucléaires, laissant derrière elles des naines blanches contenant
principalement de l'oxygène, du néon et du magnésium.
En limitant
le taux de capture d'électrons au néon-20 à l'état fondamental à 25% près,
l'équipe de Kirsebom a fait un pas en avant significatif dans notre
compréhension des cycles de vie des étoiles de masse intermédiaire. Ils
utiliseront maintenant leurs résultats pour explorer le rôle encore mal compris
de la convection dans le transport de l'énergie vers l'extérieur des noyaux
stellaires - quelque chose qui augmente la probabilité d'effondrement
gravitationnel.
La recherche
est décrite dans deux articles, l'un dans Physical Review Letters et l'autre
dans Physical Review C.
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MON
COMMENTAIRE : Sans remettre en
doute ce passage du fluor 20 au néon 20 et soin incidence sur le flux beta créé
j’avoue un certain doute sur ces étoiles
se transformant en bombe atomique spatiale explosive ….JE reste pour l’instant un
partisan de l’effondrement gravitationnel en fin de fusion du combustible
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