Une étude, dont les résultats intitulés «Identification of strontium in the merger of two neutron star» sont publiés dans la revue Nature, a permis, grâce au spectrographe X-shooter qui équipe le VLT de l’ESO, de détecter, pour la toute première fois, du strontium dans l’espace, la création de cet élément lourd découlant de la fusion de deux étoiles à neutrons.

La fusion de ces deux étoiles à neutrons correspond à l’événement baptisé GW170817 qui «a donné lieu à la cinquième détection d’ondes gravitationnelles au moyen de l’instrument LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) de la NSF aux Etats-Unis et de l’Interféromètre Virgo en Italie».

Cet événement, qui est la première fusion d'étoiles à neutrons détectée, s'est produit dans la galaxie NGC 4993 et il est également «à ce jour la seule source d’ondes gravitationnelles dont la contrepartie visible fit l’objet d’un suivi et d’une détection par des télescopes au sol». Parmi ceux-ci, il y avait les télescopes chiliens de l’ESO avec, au premier rang, le VLT.

Le suivi de l’explosion de cette kilonova a pu ainsi être effectué «sur une gamme étendue de longueurs d’onde»: en particulier, «l'instrument X-shooter a notamment acquis une série de spectres s’étendant de l’ultraviolet à l’infrarouge». Une première analyse de ces spectres, qui «suggéra la présence d’éléments lourds au sein de la kilonova» n'avait pas pu «les différencier les uns des autres».

Aujourd'hui, l'étude ici présentée rapporte qu'une «nouvelle analyse des données acquises en 2017 lors de la fusion» a finalement «permis d’identifier la signature de l’un des éléments lourds composant cette boule de feu», en l'occurrence le strontium, ce qui démontre «que la collision des étoiles à neutrons s’accompagne de la création de cet élément dans l’Univers». Notons ici que, sur Terre, le strontium «est naturellement présent dans le sol, et se trouve concentré dans certains minéraux» et que «ses sels sont utilisés pour conférer aux feux d’artifices une couleur rouge vif».

Rappelons à ce propos que, jusqu'à présent, «on savait que les processus conduisant à la formation des éléments chimiques se produisent pour la plupart au sein des étoiles ordinaires, lors des explosions de supernovae, ou dans les enveloppes externes des vieilles étoiles», mais on ignorait la localisation du processus ultime qui est «la capture rapide de neutrons, responsable de la création des éléments les plus lourds du tableau périodique» (cette capture ne peut se produire «que dans des environnements extrêmes, au sein desquels les atomes sont bombardés par un nombre élevé de neutrons».

Ainsi, grâce à cette découverte, qui «sonne la fin» de la quête de l’origine des éléments chimiques, on peut désormais «établir un lien direct entre la création d’un nouvel élément par capture de neutrons et la fusion d’étoiles à neutrons, confirmant par là-même que les étoiles à neutrons sont composées de neutrons, et associant le processus de capture rapide de neutrons à ces fusions».