Supernova

Ne pas confondre avec nova !
La supernova SN 1994D est le point blanc brillant en bas à gauche de l'image, dans la partie externe du disque de la galaxie spirale NGC 4526.

Les supernovæ sont des explosions d'étoiles, cela arrive généralement à la fin de la vie d'une étoile géante, mais parfois, il s'agit d'une cause très différente. Quand de telles explosions se produisent, elles sont parfois visibles à l'œil nu comme une nouvelle étoile, alors qu'il s'agit en réalité de la mort d'une étoile. Les supernovæ de 1006 et 1054 étaient même visibles en plein jour ! De nos jours, les astronomes détectent des explosions se produisant dans des galaxies très lointaines, parfois à plus de 10 milliards d'années-lumière, ces explosions permettent même de faire des découvertes très importantes, notamment sur l'avenir de l'univers.

Deux familles de supernova

Les supernovæ de type II

Vue d'artiste d'une supernova de type II

Pendant la vie d'une étoile, la fusion thermonucléaire fait que l'hydrogène se transforme en hélium, puis l'hélium se transforme à son tour en éléments de plus en plus lourds. Mais il arrive un moment où la fusion d'éléments très lourds devient impossible, c'est le cas du fer. Ainsi, le fer s'accumule petit à petit dans le noyau. Comme il ne peut pas y avoir de fusion du fer, le cœur refroidit et se contracte sous l'effet de la gravité. À partir d'un certain moment, la pression sur le noyau est telle que les électrons et les protons vont fusionner pour former des neutrons : la force de gravité a alors vaincu la force électromagnétique, un cœur de neutron se forme, et s'effondre sur lui-même, pour mesurer seulement 20 kilomètres, le cœur de l'étoile est devenu une étoile à neutron, une étoile très petite et qui tourne sur elle-même en moins d'une seconde ! Les couches externes de l'étoile, elles, sont éjectées dans l'espace dans une gigantesque explosion provoquée lors du processus. Ce type de supernova est une supernova de type II. Parfois, quand l'étoile est vraiment très massive, le cœur s'effondre tellement qu'il devient un trou noir.

Les supernovæ de type Ia

Supernova de type Ia (vue d'artiste), l'étoile jaune est une étoile ordinaire, la petite étoile blanche entourée d'un disque est une naine blanche.

Les supernovæ de type Ia, se produisent dans un système binaire, c'est-à-dire une étoile double qui contient une naine blanche, un type d'étoile qui est en fait ce qui reste d'une étoile morte de taille comparable à celle du Soleil : ce sont de petites étoiles de la taille de la Terre, mais d'une masse proche de celle du Soleil.

Quand elle évolue dans un système binaire, elle aspire la matière de l'autre étoile, ce qui la rend plus massive. Les naines blanches possèdent une limite de masse, elle est à 1,44 fois celle du Soleil, il s'agit de la limite de Chandrasekhar. Quand une naine blanche atteint cette masse critique, une réaction thermonucléaire se produit, une énorme bulle de gaz remonte du centre de l'étoile jusqu'à la surface ; quand elle atteint la surface, une onde de choc se produit sur l'étoile ; quand elle atteint l'autre côté, la température atteint plus d'un milliard de degrés, l'étoile s'enflamme, puis explose.

Les supernovæ célèbres

Les restes de la supernova SN 1987A 20 ans après l'explosion.

Le nom des supernovæ contient "SN", puis l'année de l'explosion, avec éventuellement une lettre, quand il s'agit de A, c'est la première de l'année en question, B, la deuxième, etc...

Les rémanents de supernova

4 rémanents de supernova ; la nébuleuse du crabe, la dentelle du cygne, N63A et G299

Les rémanents de supernova sont un type de nébuleuse composée des débris de l'étoile ayant explosé. Ce genre de nébuleuse n’apparaît pas bien longtemps dans le ciel, car elles se dispersent en quelques milliers d'années, plus ils sont anciens, moins ils sont brillants, un rémanent jeune est donc plus spectaculaire. Le plus célèbre de ces rémanents de supernova est la nébuleuse du crabe, créé par la supernova SN 1054.

Il existe trois types de rémanents de supernova :

Au centre des rémanents de supernova créés par les supernovæ de type II, on trouve généralement une étoile à neutron, car c'est également l'un des restes d'étoiles ayant explosé, par contre, dans les rémanents créés par les supernovæ de type Ia, il n'y a rien, car ce type de supernova ne laisse aucune trace, sauf la nébuleuse bien sûr.


Le savais-tu ?
Les supernovæ produisent l'or
Pendant l'explosion d'une étoile, il se forme des éléments chimiques très lourds, plus lourds que le fer, comme l'or, l'argent, mais aussi l'uranium. Si vous regardez dans le tableau périodique des éléments, vous pouvez regarder tous les éléments plus lourds que le fer : ces éléments, présents sur Terre, ont tous été produits pendant l'explosion d'une étoile !

Les supernovæ dans la culture

Les supernovæ sont très présentes dans la culture, de nombreux films de science-fiction s'intitulent "supernova".

Une référence pour les mesures de distance dans l'univers

Une étude faite avec l'observation de supernovæ montre que, un jour, toutes les galaxies seront dispersées dans l'univers.

Les supernovæ de type Ia sont particulières, car toutes les supernovæ de ce type ont exactement la même luminosité, ce qui permet, en fonction de la luminosité apparente (c'est-à-dire depuis la Terre), de connaitre sa distance, ainsi, quand on voit une supernova dans une galaxie située à une distance inconnue, la luminosité apparente de la supernova permet de connaitre sa distance.

Cette méthode permet de mesurer la vitesse d'expansion de l'univers, en effet, depuis le Big Bang, l'univers est en expansion, il s'agrandit, et le vide entre chaque galaxie augmente, mais il semble logique qu'avec le temps, l'univers cesse de s'étendre, et que dans plusieurs milliards d'années, il finisse par se contracter, devenant un trou noir géant. Les études sur l'expansion de l'univers effectuées grâce à ces supernovæ nous montre que l'expansion de l'univers accélère, et dans 100 milliards d'années, les galaxies seront si éloignées les unes des autres que ce sera comme si notre galaxie était seule, dans le vide de l'espace, et cette impression est la même dans les autres galaxies. Cette expansion pourrait même devenir tellement importante que dans environ 15 milliards d'années, tout ce qu'il y aura dans l'univers sera mis en pièce par une mystérieuse force appelée énergie sombre, c'est cette force qui serait responsable de l'expansion de l'univers.

Liens

Externes

Sur Futura-science

Définition supernovæ

Internes

Article mis en lumière la semaine du 19 juin 2017.
Source : cette page a été partiellement adaptée de la page Supernova de Wikipédia.
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