Des cristaux de silicates ont été détectés dans le nuage de gaz et de poussière qui entoure la jeune étoile de type solaire EX Lupi (vue d'artiste ci-contre). Planètes, astéroïdes et comètes naissent ensuite d'un tel disque moléculaire.

Une explosion sur EX Lupi a permis de voir apparaître des formes évoluées de silicates auteur de cette étoile. Un processus similaire à ceux actifs auteur du tout jeune Soleil et dont les comètes gardent la mémoire.

Comment des corps aussi glacés que les comètes peuvent-ils contenir des roches formées à haute température ? C'est peut-être une discrète étoile de la constellation du Loup qui va nous donner la réponse. Son nom : EX Lupi. Semblable au tout jeune Soleil voici 4,5 milliards d'années, elle était surtout connue pour ses variations de luminosité. À la faveur d'un sursaut plus puissant que les autres, en janvier 2008, des astrophysiciens européens ont braqué vers elle le satellite Spitzer. Grâce à ce télescope infrarouge, ils ont analysé le nuage de poussières et de gaz entourant EX Lupi. Et là, surprise de taille, ils ont découvert des cristaux de forstérite, une forme enrichie en magnésium de l'olivine. "C'est la première fois que l'on voit en direct se former des cristaux", s'enthousiasme Matthieu Gounelle, du Laboratoire de minéralogie et cosmochimie du Muséum national d'histoire naturelle. En effet, sur des données antérieures, obtenues en 2005 avec le même télescope Spitzer, EX Lupi n'était entourée que de silicates amorphes (encadré ci-dessous). Désormais, c'est une nuée de cristaux de silicates qui gravitent dans son giron. Le coup de baguette magique les ayant fait apparaitre n'est autre que le sursaut de luminosité de janvier 2008. Une explosion à la surface de l'étoile a brusquement centuplé son éclat, et la chaleur dégagée (700 à 1500 K) à cristallisé les silicates.

LA CRISTALISATION DU SILICIUM Les scientifiques se demandaient depuis longtemps comment les cristaux de silicates, qui se créent à haute température, avaient fait pour se retrouver dans le corps gelé des comètes [photo]. Leur formation aurait eu lieu au cours d'une explosion de notre Soleil, il y a 4,5 milliards d'années. Lorsqu'il est solide, le silicium peut se présenter sous 2 formes différentes : amorphe et cristalline. Quand il est amorphe, les atomes du minéral sont désordonnés. Les cristaux, en revanche, possédent une structure géométrique bien définie et un motif qui se répète. C'est la température et la pression qui permettent au silicium de passer de l'état amorphe à l'état cristallin.

L'affaire est d'autant plus intéressante qu'elle ne concerne pas seulement l'environnement de cette étoile banale, distante de 500 années-lumière, mais aussi notre bon vieux Système solaire. Les mêmes cristaux de silicates existent aussi dans les comètes qui passent, de temps a autre, au voisinage de la Terre. Or, il s'agit d'un mystère : "Une grosse partie des silicates cométaires sont sous forme cristalline. C'est surprenant car le matériau des comètes provient du nuage moléculaire froid qui a donné naissance au Soleil. Les silicates devraient plutôt être amorphes", explique Dominique Bockelée-Morvan, du Lesia (Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique, observatoire de Paris-Meudon). Sauf si, peu après sa naissance, le Soleil a lui aussi connu des sursauts semblables à ceux d'EX Lupi. "Il est probable que le même phénomène a eu lieu chez nous, note Matthieu Gounelle. Les débuts du Soleil ont été mouvementés et nous pouvons imaginer que le même type d'éruptions s'est produit". Des propos auxquels souscrit Attila Juhasz, de l'Institut Max Planck de Heidelberg, coauteur de la découverte : "De nombreux points indiquent qu'EX Lupi n'est qu'une étoile commune et que notre Soleil a subi de pareilles explosions".
Les processus à l'origine de ces éruptions sont encore mal compris. Une étoile se forme par accrétion d'un nuage de poussières et de gaz, qui s'effondre sous l'effet de la gravité. Les modèles théoriques montrent qu'à un certain moment de l'évolution stellaire, le taux d'accrétion devient si élevé que des explosions se produisent. "Cela confirme que toutes les étoiles doivent connaitre une phase éruptive, comme celle que subit EX Lupi en ce moment. Nous avons donc de bonnes raisons de penser qu'il y a 4,5 milliards d'années notre Soleil lui ressemblait", confie Attila Juhasz. Pour autant, EX Lupi n'en est pas à sa première explosion du genre. Il semble même que l'épisode de 2008 se reproduise environ tous les demi-siècles. En 1955, un sursaut similaire a d'ailleurs été observé. Si des silicates ont alors cristallisé, pourquoi ne les a-t-on pas détectés dès 2005 ? Les astronomes avancent qu'un mélange a pu avoir lieu, les cristaux se déplagant vers l'intérieur du disque pour se mêler aux silicates amorphes. Cette explication collerait avec la présence des deux formes de silicates dans les astéroïdes et les comètes du Système solaire.
EX Lupi serait donc le parfait cobaye pour étudier les débuts du Soleil et comprendre la formation des comètes. Un laboratoire cosmique que les astrophysiciens peuvent utiliser pour étayer leurs théories sur les origines de notre Système solaire. "Nous pensions bien qu'en cas d'explosion violente, des grains de poussière allaient cristalliser. Mais la physique des éruptions stellaires est tellement loin d'être comprise que nous n'étions sûrs de rien. L'observation d'EX Lupi est une vraie chance", se réjouit Attila Juhasz.