Comment tous les éléments lourds sur terre sont-ils arrivés ici?

Carlos

Comment tous les éléments lourds sur terre sont-ils arrivés ici?


J’ai souvent lu qu’une étoile de première génération est devenue une supernova et a semé notre système solaire. Il est bien connu que les étoiles qui vont en supernova sont la source d’éléments plus lourds que le fer. Je suppose que j’ai des problèmes avec ces déclarations pour les raisons suivantes:

  1. La matière éjectée des supernovas doit se déplacer à une bonne fraction de la vitesse de la lumière. Donc, si la matière éjectée se déplace aussi vite, comment peut-elle ensemencer notre système solaire? La matière éjectée ne devrait-elle pas se déplacer suffisamment lentement pour être attirée par la gravitation? (Peut-être qu’une meilleure question est de savoir ce que signifie ensemencé dans ce cas parce que je ne comprends clairement pas.)
  2. Que signifie une étoile de première génération ici? Est-ce une étoile qui s’est formée plus tôt dans la vie de l’univers ou plus tard? La raison pour laquelle je demande ceci si la supernova s’est produite tôt lorsque l’expansion de l’univers a été rapide, alors j’ai pu voir comment une supernova allait ensemencer un système solaire.
Rob Jeffries

« les supernerova sont la source d’éléments plus lourds que le fer ». Non, seulement environ la moitié d’entre eux. Le reste, en particulier Ba, Sr, Y, Eu, Zr, Pb, provient principalement d’étoiles de masse relativement faible qui passent par la phase de branche géante asymptotique. Votre déclaration est correcte pour les éléments plus lourds que le plomb.

Réponses


 Kyle Kanos

L’éjecta d’une supernova se déplace en effet à une fraction de la vitesse de la lumière (quelque part autour de la barre des 10%). Cependant, il ne reste pas à cette vitesse pour toujours. Au fur et à mesure que l’éjecta de la supernova se développe vers l’extérieur, il crée une coquille de matériau qui accumule réellement des particules dans le milieu ambiant (les densités interstellaires typiques sont d’environ 1 particule par centimètre cube, beaucoup plus élevées dans les nuages ​​moléculaires ).

Après quelques centaines d’années, le résidu de supernova entre dans la phase Sedov dans laquelle la vitesse de l’éjecta se déplace à environ

v(t)=β(E0n0)1/5t3/5pc/s


Après quelques milliers d’années, la vitesse du résidu ralentit à environ la vitesse du son du milieu interstellaire (quelques km / s) – à ce stade, nous ne pouvons pas distinguer le reste de la supernova du milieu interstellaire.
Le matériau qui faisait partie de l’étoile est mélangé avec le milieu interstellaire environnant, l’ensemencant ainsi avec des éléments plus lourds.

Quant aux étoiles de première génération, cela signifie généralement les étoiles pauvres en métaux (où pauvres en métaux signifie généralement

[Fe/H]=Journaldix(NFe/NH)<1

) que nous appelons les étoiles de population II , par opposition aux étoiles de population I plus riches en métaux. Cela signifie rarement que les étoiles III de la population cosmologiquement anciennes (notez que nous ne les avons pas réellement observées, elles sont donc encore hypothétiques; le télescope spatial James Webb pourrait être capable d’attraper les restes de celles-ci) qui ont une métallicité d’environ zéro ( purement H & He).

David Hammen

Habituellement, j’ai vu la «première génération» des étoiles de la population III. Deux exemples (il y en a beaucoup, beaucoup plus): Umeda & Nomoto, « Supernovae de formation de trous noirs de première génération et modèle d’abondance de métal d’une étoile très pauvre en fer. » Nature 422.6934 (2003): 871-873; Soie, « Sur la fragmentation des nuages ​​de gaz cosmiques. I-La formation des galaxies et la première génération d’étoiles. » The Astrophysical Journal 211 (1977): 638-648.

Carlos

Belle explication! Je ne savais pas la différence entre les étoiles pauvres en métaux et les étoiles riches en métaux, ce qui aurait répondu à ma deuxième question immédiatement. Y a-t-il un lien qui donne plus de détails sur ce processus d’amorçage?

Kyle Kanos

@DavidHammen: Je pense que cela dépend principalement des papiers / livres que vous lisez. Je suis assez certain que Carroll & Ostlie, par exemple, utilisent la première génération pour Pop II. Les papiers de Dan Whalen, cependant, utilisent la première génération pour signifier Pop III.

Kyle Kanos

@Carlos: Cette page NED pourrait être un bon début.


 lexi

J’avais entendu dire que certains éléments sont venus sur Terre 3 minutes après la création de notre univers. Il s’était suffisamment refroidi pour que les protons et les neutrons se forment en noyaux. Cela était connu à l’époque de la nucléosynthèse. De l’hydrogène, de l’hélium, du lithium et du béryllium ont été produits. Aujourd’hui, 90% de l’univers est encore de l’hydrogène!

Kyle Kanos

La Terre ne s’est pas formée « 3 minutes après la création de notre univers » mais environ 9 milliards d’années après.


 Dinesh Agarwal

Lorsque l’univers s’est formé, la matière qui existait s’est fusionnée en protons et neutrons et finalement en atomes. Il a été décrit que les éléments les plus légers se sont d’abord formés, principalement de l’hydrogène, qui ont ensuite été transformés par fusion dans des étoiles en éléments plus lourds tels que l’hélium et des traces de lithium et de béryllium. Il est connu que les étoiles moyennes à plus petites sont alimentées par la fusion de l’hydrogène à l’hélium, et des étoiles de même taille fusionnent des éléments plus lourds pour former des éléments encore plus lourds. Au lieu de penser que les éléments ont atteint la terre par un astéroïde ou une fusée éclairante de supernova, il semble plus probable que la terre est une étoile grillée, qui a traversé toutes les phases d’une étoile et possède donc de grandes quantités d’éléments du plus lourd. variété.

Dinesh Agarwal

La plupart des étoiles se forment en binaire. L’étoile complémentaire du Soleil manque. newatlas.com/sun-twin-nemesis-binary-stars/50049 . Il est fort probable que toutes les planètes ensemble soient les restes d’une étoile qui était binaire au Soleil avant … curious.astro.cornell.edu/physics/56-our-solar-system/…

Pritt Balagopal

Pour qu’une étoile s’éteigne, c’est-à-dire pour passer de la séquence principale à une naine noire, cela prendrait plus de temps que l’âge de l’univers. Cela exclut votre hypothèse.

PM 2Ring

Il y a beaucoup de déclarations erronées dans cette réponse …

 

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