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NUCLÉOSYNTHÈSE

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2.  Les sites de la nucléosynthèse

Pour que ces différents processus nucléosynthétiques se produisent, il faut évidemment que les conditions physiques qui leur sont nécessaires soient réunies.

Dans le cas des réactions de fusion, il faut que les gaz de particules susceptibles d'interagir soient suffisamment denses et surtout suffisamment chauds (T > 106 K) pour que celles-ci aient lieu.

Les réactions d'absorption de neutrons ne peuvent se produire que s'il y a des neutrons susceptibles d'être absorbés rapidement par les noyaux voisins. Comme les sources de neutrons sont le plus souvent des réactions de fusion, il faut donc des conditions physiques assez analogues aux précédentes pour que ces réactions se produisent. Il a déjà été mentionné que des températures supérieures à quelques milliards de degrés étaient nécessaires pour que les processus de photodésintégration se produisent. Enfin, seuls des flux de particules rapides comme le rayonnement cosmique galactique ou ceux qui sont produits lors des éruptions stellaires sont capables d'induire des réactions de spallation.

En conséquence, on ne connaît que trois sites principaux où la nucléosynthèse peut se produire ; il s'agit du gaz primordial, deux à trois minutes après l'explosion originelle, du rayonnement cosmique galactique interagissant avec le milieu interstellaire et du gaz constituant l'intérieur des étoiles. L'ordre de présentation de ces sites n'est pas indifférent puisque les deux premiers se sont produits, ou se produisent, à l'échelle de l'Univers tout entier ou de la Galaxie, alors que le dernier n'intervient que dans les astres plus limités en taille et en masse que sont les étoiles. D'autre part, c'est pendant l'explosion originelle que les éléments les plus légers, le deutérium (l'isotope lourd de l'hydrogène), l'hélium 3 et 4 et le lithium 7 sont nés ; les éléments suivants, lithium, béryllium, bore, viennent de l'interaction entre le rayonnement cosmique et le milieu interstellaire, alors que tous les éléments plus lourds sont synthétisés à l'intérieur des étoiles… ]

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Autres références

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BIG BANG

Écrit par :  Marc LACHIÈZE-REY

Dans le chapitre "La cosmologie relativiste"  : …  baptise « ylem » l'espèce de « soupe primordiale » que constituait alors le contenu de l'Univers. En* 1948, paraît ainsi le célèbre article αβγ – en référence à ses signataires Ralph Alpher, Hans Bethe et Gamow –, qui pose les bases de la nucléosynthèse primordiale, qui jouera un rôle fondamental dans les modèles de big bang. La suite… Lire la suite
BURBIDGE E. MARGARET (1919- )

Écrit par :  Universalis

… recherches. Dans les années 1950, Margaret Burbidge mène des recherches sur les spectres stellaires.* Avec ceux de son mari Geoffrey Burbidge, de l'Américain William Fowler et du Britannique Fred Hoyle, ses travaux conduisent à la formulation de la théorie de la nucléosynthèse dite « B2FH » (du nom de ses auteurs), qui est exposée dans un… Lire la suite
BURBIDGE GEOFFREY R. (1925-2010)

Écrit par :  Universalis

…  Bristol en 1946, puis un doctorat en physique théorique au University College de Londres en 1951. *Six ans plus tard, il signe avec son épouse, l'astronome E. Margaret Burbidge, et deux autres collègues, William A. Fowler et Fred Hoyle, un article décisif, le célèbre « B2FH » (du nom de ses auteurs), expliquant comment tous les éléments… Lire la suite
COSMOLOGIE

Écrit par :  Marc LACHIÈZE-REY

Dans le chapitre "L'Univers primordial"  : …  l'avons déjà dit, qu'à la recombinaison. De fait, en remontant plus loin encore dans le passé, les structures de plus en plus élémentaires – les noyaux d'atomes, ou même les particules qui les constituent – n'existaient même pas. La fabrication des noyaux d'atomes les plus légers – la *nucléosynthèse primordiale – est une étape des plus importantes… Lire la suite
FOWLER WILLIAM (1911-1995)

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GALAXIES

Écrit par :  Danielle ALLOIN, André BOISCHOT

Dans le chapitre "Analyse de la composante stellaire des galaxies"  : …  le big bang, la matière n'était composée que d'atomes d'hydrogène et, en petite quantité, d'hélium. *La majorité des autres éléments chimiques – globalement appelés éléments lourds –  que l'on rencontre actuellement dans la nature et l'Univers ont été fabriqués au cœur d'étoiles : c'est de la synthèse de ces atomes plus lourds que l'étoile tire l'… Lire la suite
HOYLE FRED (1915-2001)

Écrit par :  Marek A. ABRAMOWICZ

Dans le chapitre "La nucléosynthèse"  : …  des contributions fondamentales au modèle standard, contributions qui concernent principalement la *nucléosynthèse : comment les éléments chimiques ont-ils été produits à partir de l'hydrogène ? Deux questions se posent : comment s'est formé l'hélium ? d'où proviennent les éléments plus lourds que l'hélium ? Geoffrey R. Burbidge, E. Margaret… Lire la suite
INTERACTIONS (physique) - Interaction électrofaible

Écrit par :  Bernard PIRE

… le résultat d'une force fondamentale qui agit au niveau des quarks, des électrons et des neutrinos. *Tout laisse à penser que l'interaction faible déclenche le processus de nucléosynthèse stellaire, qui est à l'origine de la fabrication d'énergie par les étoiles, et en particulier par le Soleil. Elle provoque en effet la fusion de deux protons en un… Lire la suite
MÉTÉORITES

Écrit par :  Mireille CHRISTOPHE MICHEL-LEVY, Paul PELLAS

Dans le chapitre "Intervalles de formation"  : …  certains isotopes radioactifs à vie relativement courte. Ces radionucléides, formés par différents *processus nucléosynthétiques dans le milieu galactique, ont été, à partir d'un certain instant, stockés dans les météorites, et leurs produits de filiation retenus dans les cristaux. Si la radioactivité de ces isotopes est aujourd'hui éteinte, la… Lire la suite
NICKEL

Écrit par :  Jacques GRILLIAT, Bernard PIRE, Michel RABINOVITCH, Jacques SALBAING

Dans le chapitre "L'isotope 78 du nickel "  : …  va des atomes nobles tels l'argon ou le néon dont toutes les couches électroniques sont complètes). *Son grand intérêt scientifique vient de son extrême importance dans les processus de nucléosynthèse des éléments plus lourds que le fer. On pense en effet que le processus dominant, appelé processus r (pour rapide), est un enrichissement progressif… Lire la suite
NOVAE ET SUPERNOVAE

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Dans le chapitre "Les supernovae"  : …  (supérieures à 3 ou 4 . 109 K). Cela permet aux réactions thermonucléaires de fusion de *synthétiser des noyaux aussi lourds que ceux du fer. Ces réactions thermonucléaires de fusion ne synthétisent pas d'éléments plus lourds, car le noyau de fer est le plus stable de tous les noyaux connus. De plus, aux températures supérieures, les… Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Les principes physiques

Écrit par :  Bernard PIRE

Dans le chapitre "Application astrophysique"  : …  en particulier à la formation d'éléments plus lourds, jusqu'au fer. Si les grandes lignes de cette *nucléosynthèse sont maintenant bien comprises, un certain nombre d'énigmes demeurent et font l'objet de recherches intensives. La compréhension théorique des noyaux instables reste insuffisante et l'étude des processus de fusion de noyaux à courte… Lire la suite
NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

Écrit par :  René BIMBOT, René LETOLLE

Dans le chapitre " Isotopes naturels et artificiels"  : …  des échantillons examinés, en particulier par la façon dont les éléments ont été formés, ou *nucléosynthèse. Les abondances isotopiques, de même que l'abondance relative des éléments, servent donc de test aux théories de la synthèse des éléments. On admet généralement que cette synthèse se produit au sein des étoiles. Dans les étoiles de… Lire la suite
PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

Écrit par :  Jean-Eudes AUGUSTIN, Michel PATY, Bernard PIRE

Dans le chapitre "Nucléosynthèse et neutrinos solaires"  : …  *Les réactions de nucléosynthèse se produisant dans les étoiles s'accompagnent de l'émission de neutrinos d'énergies caractéristiques résultant de la désintégration β des radionuclides produits. Les processus les plus significatifs sont associés à la synthèse du deutérium et de l'hélium par la chaîne proton-proton : réactions suivies de : 

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RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons gamma cosmiques

Écrit par :  François LEBRUN, Robert MOCHKOVITCH, Jacques PAUL

Dans le chapitre "Les résultats"  : …  synchrotron s'étendant depuis le domaine radio jusqu'à celui des rayons gamma de basse énergie. *Parmi les éléments radioactifs synthétisés en abondance lors de l'explosion de l'étoile, le titane 44 (44Ti) a un temps de vie – 86 ans – suffisamment long pour être encore actif lorsque l'enveloppe de la supernova devient transparente au… Lire la suite
SALPETER EDWIN ERNEST (1924-2008)

Écrit par :  Universalis

… Birmingham (Royaume-Uni) et entre à l'université Cornell (États-Unis), où il fera toute sa carrière.* En 1951, il suggère qu'à l'intérieur des étoiles vieilles le carbone est synthétisé par une réaction de fusion nucléaire, dite « triple alpha » : deux noyaux d'hélium (ou particule alpha) fusionnent en donnant un noyau de béryllium et un rayonnement… Lire la suite
STELLAIRES ASSOCIATIONS

Écrit par :  Thierry MONTMERLE

… Galaxie. Il convient également de mentionner le rôle important joué par les associations OB dans la *nucléosynthèse, c'est-à-dire la fabrication des éléments à partir de l'hydrogène, par réactions nucléaires dans les étoiles. Les objets quelque peu « exotiques » que l'on rencontre, entre autres, dans les associations OB (étoiles très massives,… Lire la suite
TECHNÉTIUM

Écrit par :  Bertrand DREYFUS

… *Du grec tekhnétos, artificiel. Symbole chimique : Tc Numéro atomique : 43 Masse atomique : 98,9 g Point de fusion : 2 172 0C Point d'ébullition : 4 877 0C Densité (à 20 0C) : 11,5 Métal du groupe du manganèse produit artificiellement pour la première fois en 1937 par C. Perrier et E. G. Segrè, sous la forme… Lire la suite

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Médias de cet article dans l'Encyclopædia Universalis :

Nucléosynthèse, J. Audouze Abondance des éléments par rapport au silicium Formation des éléments chimiques : processus Processus Éléments lourds Abondance des éléments par rapport au silicium Formation des éléments chimiques : diagrammes Processus

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