Fusion du fer à l'intérieur d'une étoile

[Morgurgh]

Bonjour,

Je me pose une question depuis quelques temps. Je vous la soumet:

Nous savons qu'une étoile, en son coeur, utilise tour à tour de l'hydrogène, de l'hélium, du silicium, de l'oxygène, etc, pour produire le processus de fusion nucléaire, qui produit de l'energie et empêche la gravitation de faire exploser l'étoile. Au bout d'un certain moment, les étoiles massives produisent du fer, qu'elle ne peut, par manque d'energie, faire rentrer en fusion. Cela provoque l'arrêt de la fusion nucléaire, sa contraction sous la gravitation, et l'explosion de l'étoile.

Nous savons que le coeur d'asteroïdes est constitué en partie de fer, et d'autres minéraux.

En prenant l'idée qu'un asteroïde fonce sur une étoile massive, je suis d'accord sur le fait que celui-ci sera carbonisé par la chaleur produite par l'étoile. Mais il en subistera tout de même des atomes de fer.

Que se passe t-il alors? Les atomes de fer sont-ils repoussés par les vents solaires? Ou peuvent-ils atteindre la surface de l'étoile? Et dans ce dernier cas, pourquoi ne pourrait-il pas se produire la destruction de l'étoile, puisque celle-ci ne pourra pas fusionner ces atomes?

Merci de m'éclairer!
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[Amanuensis]

Nous savons qu'une étoile, en son coeur, utilise tour à tour de l'hydrogène, de l'hélium, du silicium, de l'oxygène, etc, pour produire le processus de fusion nucléaire, qui produit de l'energie et empêche la gravitation de faire exploser l'étoile.

S'effondrer, pas exploser. Les "explosions" des novae et super-novae sont des effets secondaires, dus à des "rebonds".

Au bout d'un certain moment, les étoiles massives produisent du fer, qu'elle ne peut, par manque d'energie, faire rentrer en fusion.

Ce n'est pas une question d'énergie. Les atomes de fer, en particulier Fe56, sont des "cendres", ils ne peuvent pas être utilisés pour libérer de l'énergie, pas plus qu'on ne peut libérer de l'énergie en brûlant du CO2 par exemple.

En prenant l'idée qu'un asteroïde fonce sur une étoile massive, je suis d'accord sur le fait que celui-ci sera carbonisé par la chaleur produite par l'étoile.

L'astéroïde sera absorbé par l'étoile, et il sera juste gazéifié, et même "plasmifié".

Que se passe t-il alors?

Rien de particulier, cela enrichit très très marginalement le plasma de l'étoile en fer, c'est tout.

[Morgurgh]

Bonjour, merci d'avoir pris le temps de me répondre.

Dans un article de Michio Kaku, célèbre physicien, celui-ci prétend que lorsqu'une étoile commence à produire du fer, il ne lui reste que quelques secondes avant de s'effondrer sur elle-même par manque de fusion, face à la gravitation. C'est surtout ce point-là qui m'interpelle.

[Calvert]

Dans un article de Michio Kaku, célèbre physicien, celui-ci prétend que lorsqu'une étoile commence à produire du fer, il ne lui reste que quelques secondes avant de s'effondrer sur elle-même par manque de fusion, face à la gravitation. C'est surtout ce point-là qui m'interpelle.

Lorsque l'étoile commence de produire du fer (en toute fin d'évolution, et seulement pour les étoiles les plus massives), il lui reste en gros un jour à vivre. Si l'astéroïde tombe sur l'étoile alors qu'elle est encore tranquillement sur la séquence principale, il ne se passera rien... Les conditions centrales de l'étoile à ce moment-là interdisent toute autre type de réactions nucléaires que celles produisant de l'hélium. Même si ces quelques atomes de fer arrivaient au centre, ils ne feraient que très légèrement augmenter l'abondance de fer dans le noyau (de manière absolument négligeable dans le cas d'un astéroïde).

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Dans un article de Michio Kaku, célèbre physicien, celui-ci prétend que lorsqu'une étoile commence à produire du fer, il ne lui reste que quelques secondes avant de s'effondrer sur elle-même par manque de fusion, face à la gravitation. C'est surtout ce point-là qui m'interpelle.

Ce n'est pas la présence de fer qui amène rapidement l'effondrement, mais les conditions de pression et de température nécessaires pour que la fusion de noyaux d'hélium aboutisse à des noyaux de fer, pour qu'il y ait production interne de fer.

Pour reprendre un exemple chimique, on peut "prétendre" que si dans un mélange stœchiométrique d'O2 et de H2, il commence à s'y produire de l'H2O, alors le mélange va probablement exploser en quelques millisecondes. Mais ce n'est pas pour cela que l'introduction de vapeur d'eau dans le mélange va déclencher l'explosion. La production interne d'H2O demande des conditions internes qui déterminent l'explosion.

[vanos]

Il est une chose certaine, c'est que les atomes de fer de l'astéroïde n'auront jamais le temps de rejoindre le coeur de l'étoile avant sa transformation en supernova. Le mécanisme du passage des atomes surface-centre est fort lent pour ne pas dire quasi inexistant.