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Radioactivité éteinte

Les traces d’une radioactivité disparue

Que peuvent nous apprendre les météorites sur la formation de notre système solaire ? Certaines météorites primitives, les chondrites, constituent des témoins privilégiés de cette époque reculée car elles contiennent en leur sein de petites inclusions qui sont restées dans l’état où elles se trouvaient il y a 4.5 milliards d’années. Résistantes à la température, elles n’ont pas fondu, elles ne se sont pas mélangées avec d’autres matières.

Météorite d’Allende
Fragment de la météorite d’Allende. Les taches blanches sont des inclusions réfractaires de type CAI (Ca Al rich Inculsions). Elles font partie des premiers solides à s’être condensés autour de notre étoile il y a plus de 4 milliards d’années.
© J.Duprat/CSNSM ©

Il y a 4.5 milliards d’années, certains noyaux d’atomes étaient comme neufs. Ils venaient d’être synthétisés. La matière qui allait s’assembler pour constituer le système solaire était plus radioactive que maintenant. La plupart de ces radioactivités sont éteintes aujourd’hui.

Les chondrites, restées intactes, contiennent encore les vestiges de ces radioactivités car elles ont piégé les atomes qui ont changé de nature quand ils ont subi une désintégration radioactive. Ils ne sont plus radioactifs. Si on arrive à isoler et compter ces atomes, par des analyses extraordinairement fines, on peut remonter aux atomes originels, présents il y a 4.5 milliards d’années et essayer de comprendre les mécanismes des synthèses qui ont pu les produire.

L’une de ces radioactivités éteintes présentes dans les météorites est celle de l’aluminium-26, un isotope radioactif de l’aluminium naturel, l’aluminium-27, qui est stable. L’aluminium-26 possède une demie-vie (période radioactive) de 740 000 ans. Bien que cette durée apparaisse très longue, elle est très courte par rapport à l’âge de la terre. La radioactivité de cet aluminium est maintenant bien éteinte. Des quantités minimes d’aluminium-26 se sont retrouvées piégées dans des inclusions réfractaires de météorite à côté de quantités bien plus abondantes d’aluminium. Des milliards d’années après, l’aluminium-27 est toujours là. Les noyaux d’aluminium-26 sont devenus des noyaux de magnésium-26, un isotope rare du magnésium.

En détectant rt comptant, grâce à leurs appareils ultra sensibles, ces noyaux vestiges de magnésium-26, les physiciens observent un excès de ces noyaux dans des inclusions riches en aluminium, témoins d’un apport d’aluminium-26 lors de la formation de ces météorites.