Pourquoi ne sommes-nous, selon Carl Sagan, « que poussières d’étoiles » ?

« We are made of star stuff » expliquait l’astronome Carl Sagan. Chaque élément qui compose notre corps a-t-il réellement une origine cosmique ? Si les scientifiques en sont aujourd’hui convaincus, ils estiment aussi que la moitié de la matière présente dans la Voie Lactée proviendrait même d’autres galaxies…

Comme l’expliquait si bien Carl Sagan en 1980, tout ce qui compose notre corps provient des étoiles : « l’azote de nos molécules d’ADN, le calcium de nos dents ou de nos os, le fer qui coule dans notre sang, le carbone des tartes aux pommes ont été fabriqués au cœur d’étoiles en effondrement ». Toute la matière que nous observons au quotidien (notre planète, la terre et les océans, les animaux, nous) a en fait été créée par des étoiles bien plus anciennes que la formation de notre système solaire qui date tout de même de 5 milliards d’années.

Pour remonter à l’origine des atomes qui nous composent, il faut aller bien plus loin dans l’espace et dans le temps, au cœur d’étoiles géantes rouges ou de supernovas.

Les étoiles en fin de vie, véritables fours à matière

Toutes les étoiles fonctionnent de la même manière. Par un procédé de réaction nucléaire, elles transforment leur hydrogène en hélium pour créer de l’énergie. Tout au long de sa vie, l’étoile va donc puiser dans ses réservoirs d’hydrogène jusqu’à ce qu’elle ait tout consommé et qu’il ne reste plus que de l’hélium. A ce stade-là, plusieurs scénarios sont possibles en fonction de sa masse. Les étoiles les plus massives ont tendance à s’effondrer sur elles-mêmes sous l’effet de leur propre poids.

Il n’y a alors plus rien à consommer, donc les particules vont s’accélérer, l’hélium va entrer en fusion à une température avoisinant les 100 millions de degrés ! C’est là que se crée le carbone. En fusionnant, 3 noyaux atomiques d’hélium vont donner un noyau de carbone. Ce n’est que bien plus tard, lorsqu’il récupère des électrons, que le noyau de carbone devient un atome complet.

Puis, la température au cœur de l’étoile continue d’augmenter et passe la barre des 600 millions de degrés. Le carbone se met à son tour à fusionner pour créer les éléments chimiques que l’on peut trouver sur Terre comme l’azote, l’oxygène ou le sodium.

La température continue de grimper. L’oxygène commence à apparaitre à partir de 1500 millions de degrés et le silicium à 4000 millions de degrés. Cette belle mécanique s’arrête une fois que l’on atteint les éléments lourds, le fer notamment. Car pour fusionner, le fer n’émet pas d’énergie, il doit en absorber. Et là, la machine s’enraille. L’étoile termine son cycle de vie en apothéose, une gigantesque explosion que l’on appelle supernova.

Ces explosions d’étoiles (et les collisions d’étoiles) contribuent à créer des astres plus petits comme les planètes. Au moment de sa création, notre système solaire a ainsi été très certainement impacté par l’explosion d’une supernova voisine. A la fin de leur vie, les étoiles deviennent donc de véritables usines à éléments chimiques, des fonderies à plus de 10 millions de degrés !

La matière navigue de galaxie en galaxie

De récentes études ont démontré que les étoiles situées en bordure extérieure de la Voie Lactée comptaient moins de ces briques de vie que les étoiles situées au centre de notre galaxie. A une autre échelle, les particules de matière se transmettent également d’une galaxie à une autre, poussées par les vents galactiques. La matière présente dans nos galaxies voisines, Andromède par exemple, est régulièrement éjectée et peut dériver vers la Voie Lactée, notre galaxie. Ces sortes de courants cosmiques tissent des toiles entre les galaxies et permettent le transfert de matière à une très grande échelle.

Ces incroyables mélanges de matière aboutissent à l’apparition de la vie telle qu’on la connait. Les plantes sont apparues les premières grâce à l’énergie solaire et la photosynthèse, avant d’être « parasités » un peu plus tard par les espèces animales et l’Homme.

En effet, les êtres vivants (humains, animaux) et les plantes ne sont finalement composés que de six éléments chimiques : carbone (C), hydrogène (H), azote (N), oxygène (O), phosphore (P) et soufre (S). Ces briques de la vie sont présentes sous des doses variables en fonction des espèces. L’être humain est par exemple composé à 65% d’oxygène alors que cet atome peut atteindre 78% chez les cellules végétales. Mais cet élément est très rare dans l’espace puisqu’il y représente moins d’1% de la matière présente.

Peu relayée par les médias, l’origine cosmique de chacun des atomes qui composent notre corps est pourtant un sujet d’étude passionnant. Mais il se rapproche d’une quête autrement plus complexe, à savoir, la recherche de l’origine de la vie.