Étant donné que l'énergie nécessaire pour fusionner le fer est supérieure à l'énergie que vous obtenez en le faisant, pourriez-vous utiliser du fer pour tuer une étoile comme notre soleil?
Un favori des fans était Combien d'eau faudrait-il pour éteindre le soleil? Allez-y et regardez-le maintenant si vous le souhaitez. Ou… si vous n'avez pas le temps de me regarder mettre en place la science, livrer un tas de zingers hilarants et des références obscures de science-fiction, voici la version courte:
Le Soleil n'est pas en feu, c'est une réaction de fusion. L'hydrogène se mélange pour produire de l'hélium et de l'énergie. Beaucoup, beaucoup d'énergie. L'eau est principalement de l'hydrogène, l'ajout d'eau donnerait plus de carburant et la ferait brûler plus chaud. Mais certains d'entre vous, téléspectateurs intelligents, ont proposé une autre façon de tuer le Soleil. Tuez-le avec du fer!
Le fer? Cela semble assez spécifique. Pourquoi repasser et pas autre chose, comme du beurre, des beignets ou s'asseoir sur le canapé en jouant à des jeux vidéo - tout ce qui marche pour me tuer? Le fer est-il un poison pour les étoiles? Une barre de fer? Peut-être des balles de fer? Des poinçons de fer? Peut-être en façonnant un costume et en l'attaquant comme une sorte d'Iron Man?
Temps pour une physique stellaire. Les étoiles sont des boules de plasma massives. Surtout de l'hydrogène et de l'hélium, et des restes de salade du Big Bang. La masse les maintient ensemble dans une sphère, créant des températures et des pressions à leurs noyaux, où les atomes d'hydrogène sont écrasés ensemble en hélium, libérant de l'énergie. Cette énergie, sous forme de photons, pousse vers l'extérieur. Lorsqu'ils s'échappent de l'étoile, cela contrecarre la force de gravité essayant de la tirer vers l'intérieur.
Au cours de milliards d'années, l'étoile utilise les réserves d'hydrogène, accumulant de l'hélium. S'il est suffisamment massif, il passera à l'hélium lorsque l'hydrogène aura disparu. Ensuite, il peut passer à l'oxygène, puis au silicium, et tout au long du tableau périodique des éléments.
Les étoiles les plus massives de l'Univers, celles qui ont au moins 8 fois la masse du Soleil, ont suffisamment de température et de pression pour fusionner des éléments jusqu'au fer, le 26e élément du tableau périodique. À ce stade, l'énergie nécessaire pour fusionner le fer est plus que l'énergie que vous obtenez en fusionnant le fer, quelle que soit la taille d'une étoile.
En une fraction de seconde, le cœur du Soleil s'éteint. Il ne pousse plus vers l'extérieur avec sa légère pression, et donc les couches externes s'effondrent vers l'intérieur, créant un trou noir et une supernova. Il semble que l'accumulation de fer dans le noyau l'ait tué.
Est-ce vrai alors? Le fer est-il le talon d'Achille des étoiles? Pas vraiment. Le fer est le sous-produit de la fusion des étoiles les plus massives. Tout comme la cendre est le sous-produit de la combustion, ou le caca est le sous-produit de la digestion humaine.
Ce n'est pas du poison, qui arrête ou détruit les processus dans le corps humain. Une meilleure analogie pourrait être la fibre. Votre corps ne peut tirer aucune valeur nutritive des fibres, comme l'herbe. Si vous n'aviez qu'à manger de l'herbe, vous mourriez de faim, mais ce n'est pas comme si l'herbe vous empoisonnait. Tant que vous avez une nutrition adéquate, vous pouvez manger une immense quantité d'herbe et ne pas mourir. C’est la nourriture, pas l’herbe.
Le Soleil a déjà beaucoup de fer; c'est 0,1% de fer. Cette petite pépite correspondrait à 330 fois la masse de la Terre. Si vous lui donniez beaucoup plus de fer, cela donnerait juste plus de masse au Soleil, ce qui lui donnerait plus de gravité pour augmenter la température et la pression au cœur, ce qui l'aiderait à faire encore plus de fusion.
Si vous venez de verser du fer dans une étoile, cela ne le tuerait pas. Cela ne ferait que le rendre plus massif, puis plus chaud et capable de supporter la fusion d'éléments plus lourds. Tant qu'il y aura toujours du carburant viable au cœur de l'étoile, et des températures et des pressions adéquates, il continuera de fusionner et de libérer de l'énergie.
Si vous pouviez échanger l'hydrogène du Soleil avec un noyau de fer, vous le tueriez en effet mort, ou n'importe quelle étoile d'ailleurs. Mais ça n'exploserait pas. Seulement si c'était au moins 8 fois la masse du Soleil pour commencer. Auriez-vous alors suffisamment de masse en appui sur le noyau inerte pour créer une supernova d'effondrement du noyau.
En fait, puisque vous avez le pouvoir de remplacer comme par magie les noyaux stellaires, il vous suffirait de remplacer le noyau solaire par du carbone ou de l'oxygène pour le tuer. Il n'a en fait pas assez de masse pour fondre même le carbone. Dès que vous avez remplacé le cœur du Soleil, cela arrêterait la fusion. Il deviendrait immédiatement une naine blanche et commencerait lentement à se refroidir à la température de fond de l'Univers.
Le fer sous forme de balle, de barre, d'homme ou de toute autre forme n'est pas un poison pour une étoile. Il se trouve que c'est un élément qu'aucune étoile ne peut utiliser pour générer de l'énergie à partir de la fusion. Tant qu'il y aura du carburant viable au cœur d'une étoile, et la pression et la température pour les rassembler, l'étoile continuera à pomper de l'énergie.
Quels autres moyens exotiques utiliseriez-vous pour essayer de tuer le Soleil? Donnez-nous vos suggestions dans les commentaires ci-dessous.
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