La formation des atomes
L'univers est principalement constitué d'atomes d'hydrogène et d'hélium. Les autres éléments représentent moins de 1% de la matière. Or ces éléments rares sont nécessaires pour former la matière solide, les glaces et les roches qui sont les constituants des planètes terrestres.
La proportion relative des éléments présents aujourd'hui (figure ci-dessous) est le reflet des processus qui ont formé ces atomes.
Sur la figure, notez que l'échelle est
logarithmique. Il y a 3 intervalles entre H (hydrogène) et O (oxygène), l'atome le plus abondant aprés l'hydrogène et l'hélium. Ce qui veut dire qu'il y a 103=1 000 fois plus d'atomes d'hydrogène que d'atomes d'oxygène.
Abondance relative des éléments dans l'univers en fonction du nombre de protons du noyau. Wikipedia/Mpfiz
A l'orgine de l'Univers, seuls les atomes les plus légers, l'hydrogène (H), l'hélium (He), ainsi qu'un petit peu de lithium (Li) et béryllium (Be) se sont formés au cours du Big Bang. Tous les autres atomes ont été créés par la suite, essentiellement par les réactions thermonucléaires au sein des étoiles.
La vie des étoiles est constituée de plusieurs étapes et la création de chaque atome est associée à une des étapes.
Les étoiles de la première génération, composées de H et de He, ne pouvaient pas avoir de planètes solides. Elles ont formé des atomes de carbone (C), oxygène (O), azote (N) et fluor (F).... A la fin de leur vie, elles sont devenues des novæ ou des supernovæ et ont éjecté leur matière dans le
milieu interstellaire (MIS). Les étoiles de deuxième génération contenaient donc un petit peu de C, N, O et F... et leurs planètes pouvaient contenir de l'eau (H2O), de l'oxyde de carbone CO, du gaz carbonique CO2... Il a fallu plusieurs générations d'étoiles pour avoir des planètes avec des roches et des métaux.
Le Soleil, qui a 4,5 milliards d'années, s'est formé dans un milieu enrichi par plusieurs générations d'étoiles (beaucoup d'étoiles ont des durées de vie de quelques millions d'années).