Il y a quelque temps, lors d’une sympathique soirée d’observation organisée par l’association, quelqu’un pointa son télescope de type Dobson sur une magnifique étoile d’un rouge intense. Sur un écrin de velours noir était posé cet éclat de rubis rouge. A tous les coups l’on aime, on fait la queue pour l’admirer. C’est une étoile carbonée. Celle-là, comme ses sœurs, sont bien connues, répertoriée dans la longue liste des belles choses à voir dans le ciel nocturne. Puis, quelqu’un demande : « C’est quoi une étoile carbonée ? Euh…. ». Une étoile carbonée, comme son nom l’indique, est une étoile avec beaucoup de carbone à sa surface. Ce carbone forme des composés chimiques complexes, ce qui donne à l’étoile une atmosphère de « suie » et un aspect rouge saisissant. Les molécules de carbone absorbent fortement la lumière bleue et donnent aux étoiles une couleur rouge exceptionnellement profonde. Certes. Mais la raison de cet enrichissement en carbone ? Le carbone est le 5e élément le plus abondant de l’Univers. La suie et les diamants, tous deux composés de carbone, sont partout présents dans l’Univers ! La vie et les molécules organiques sont basées sur les atomes de carbone, l’un des éléments les plus importants pour la vie telle que nous la connaissons sur Terre. Sa grande abondance dans l’Univers et son origine ont été l’une des plus belles énigmes scientifiques. Pour fabriquer un noyau d’atome de carbone, il faut mettre 6 protons ensemble. Dans les étoiles, cela peut se faire progressivement, un proton à la fois. Mais, dans ce processus, il y a un blocage, les noyaux de 5 nucléons (5 protons ou neutrons) sont instables. En 1952, deux chercheurs en physique nucléaire, Salpeter et Hoyle conjecturent l’existence d’une réaction nucléaire, appelée « la triple capture alpha », la fusion simultanée de trois noyaux d’hélium 4, construisant un pont vers le carbone 12 (6 protons et 6 neutrons), via une résonance appelée « l’état de Hoyle », un processus nucléaire unique et une merveille de précision qui fut rapidement confirmée expérimentalement dans les accélérateurs de particules.

Connaissant le processus nucléaire produisant du carbone, la question était alors de savoir où et quand cette réaction avait eu lieu ? La réponse est venue récemment après l’observation que le carbone était arrivé relativement tardivement dans notre Galaxie. Les noyaux de carbone ont été forgés par des étoiles de faible masse, comme le Soleil.  Ces étoiles, après plusieurs milliards d’années, après avoir formé du carbone dans leur cœur, ont projeté le carbone dans l’espace. Cela se produit encore aujourd’hui, cela donne de belles images astronomiques d’objets appelés « nébuleuses planétaires ». C’est le destin des étoiles comme le Soleil. Quant aux étoiles carbonées ? Dans une phase qui se produit juste avant la nébuleuse planétaire, l’étoile s’enfle et se transforme en une immense étoile appelée « géante rouge ». On pense qu’une partie de sa matière interne, riche en carbone fraichement produit, s’est retrouvée mélangée avec l’enveloppe extérieure de l’étoile. Un drapeau rouge pour attirer les regards, juste avant le feu d’artifice final.

© apod.nasa