Nucléosynthèse stellaire

La nucléosynthèse stellaire est le terme utilisé en astrophysique pour désigner l'ensemble des réactions nucléaires qui se produisent à l'intérieur des étoiles (fusion nucléaire et processus s) ou pendant leur destruction explosive (processus r, p, rp) et dont le résultat est la synthèse de la plupart des noyaux atomiques. La position d'une étoile sur le diagramme de Hertzsprung-Russell détermine en grande partie les éléments qu'elle synthétise. L'origine des éléments a posé un problème difficile aux scientifiques pendant longtemps. Il a fallu attendre le début du et l'avènement de la mécanique quantique et de la physique nucléaire pour qu'une explication satisfaisante soit apportée. Avant cela, aucune explication scientifique n'était fournie quant à la genèse des éléments. Dès l'invention du spectromètre, les astrophysiciens ont commencé à déterminer la composition chimique du Soleil pour la comparer à ce qu'on connaissait à l'époque : la Terre et les météorites. Une constatation simple s'est imposée : plus la masse d'un atome est grande, moins il est présent dans la nature. Trois exceptions notables se présentaient : le lithium, le béryllium et le bore, qui dérogent à cette règle et se trouvent être extrêmement rares dans le Soleil et les météorites. La compréhension des équations d'Einstein menant à l'idée que l'Univers avait eu un passé extrêmement chaud, George Gamow fut le premier à penser, en 1942, que tous les éléments pouvaient avoir été formés au tout début de la vie de l'Univers, lors du Big Bang. Selon lui, les éléments se formaient par additions successives de neutrons sur les éléments déjà existants, additions suivies de désintégrations béta. C'était une idée élégante, mais il est vite apparu que l'Univers se refroidissait alors beaucoup trop vite pour pouvoir fabriquer des éléments plus lourds que le (Li). Il fallait donc trouver un autre moyen de les produire, ou plus précisément une autre explication quant à leur production. En 1919, Jean Perrin puis Arthur Eddington, sur la base de mesures précises effectuées par F.

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thumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.

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La Voie lactée, aussi nommée la Galaxie (avec une majuscule), est une galaxie spirale barrée qui comprend entre 200 et d'étoiles, et sans doute plus de de planètes. Elle abrite le Système solaire et donc la Terre. Son diamètre est estimé à , voire à ou à , bien que le nombre d'étoiles au-delà de soit très faible. Son cortège de galaxies satellites et elle font partie du Groupe local, lui-même rattaché au superamas de la Vierge appartenant lui-même à Laniakea.

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vignette|Vue schématique d'une réaction triple alpha. En astrophysique, la réaction triple alpha désigne un ensemble de réactions de fusion nucléaire convertissant trois particules α (noyaux d') en noyau de carbone. Les étoiles âgées accumulent de l'hélium en leur cœur comme produit de la chaîne proton-proton. Alors que cet hélium s'accumule, il tend à fusionner avec d'autres noyaux d'hydrogène (protons) ou d'hélium (particules α) pour produire des nucléides très instables qui se désintègrent instantanément en noyaux plus petits.