Supernova : une étoile meurt après une double explosion
Sydney. Les astronomes appellent supernova l'explosion d'une étoile. Dans certaines supernovae, l'explosion se produit non pas une, mais deux fois, comme l'a démontré pour la première fois une équipe de recherche internationale. Un nuage de gaz situé à 160 000 années-lumière de la Terre, dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie Lactée, est le vestige d'une telle double explosion stellaire, comme le rapportent les scientifiques dans la revue « Nature Astronomy ».
La plupart des supernovae annoncent la mort d'une grande étoile massive. Lorsque ces étoiles épuisent leur réserve de combustible nucléaire, leur équilibre se déséquilibre. Lorsque leur cœur s'effondre, se transformant en étoile à neutrons, voire en trou noir, l'onde de choc qui en résulte catapulte leurs couches externes dans l'espace, faisant briller intensément l'étoile mourante.
Mais il existe aussi des explosions stellaires complètement différentes, appelées « de type Ia » par les astronomes. Ces supernovae se produisent lorsqu'une naine blanche forme un système binaire fermé avec une autre étoile plus grande. Le gaz de cette dernière peut alors s'écouler sur la naine blanche. Si le gaz accumulé atteint une quantité critique, une explosion thermonucléaire – une supernova de type Ia – se produit, détruisant la naine blanche.
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« Les explosions de naines blanches jouent un rôle crucial en astronomie », explique Priyam Das, de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie, qui a dirigé l'équipe de recherche. Elles servent de référence cosmique aux astronomes : la luminosité de l'explosion détermine sa distance, que les astronomes peuvent ensuite utiliser pour mesurer l'expansion de l'univers. « Mais malgré leur importance, le mystère qui entoure le mécanisme exact qui déclenche une telle explosion reste entier », souligne Das.
Des considérations théoriques suggèrent une alternative au scénario décrit. Dans ce scénario, le gaz provenant de la deuxième étoile forme initialement une coquille autour de la naine blanche. Cette coquille peut devenir instable et s'enflammer de manière thermonucléaire. L'onde de choc de cette première explosion frappe ensuite la naine blanche, la comprimant et déclenchant ainsi une seconde détonation. Cependant, jusqu'à présent, aucune preuve visible de telles doubles explosions n'a été observée.
Cela a désormais changé. Grâce à un instrument complémentaire spécial, le Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), installé sur le Très Grand Télescope de l'Observatoire européen austral (ESO) au Chili, Das et ses collègues ont observé de près le nuage de gaz 0509-67,5. Les astronomes savent depuis longtemps que cet objet à la forme annulaire remarquable est le vestige d'une étoile ayant explosé il y a environ 400 ans. Mais a-t-elle explosé une ou deux fois ?
MUSE génère des spectres, décomposant le rayonnement du gaz en longueurs d'onde. Cela permet aux chercheurs de déterminer sa composition et son mode de déplacement. Il s'avère que le nuage contient beaucoup de calcium, créé lors de l'explosion thermonucléaire. Ce calcium est concentré dans deux couches du nuage, preuve pour les astronomes que le calcium ne s'est pas formé lors d'une seule explosion, mais de deux explosions consécutives.
« Cette preuve concrète d'une double détonation contribue non seulement à résoudre un mystère de longue date, mais offre également un spectacle visuel », s'enthousiasme Das. Le nuage de gaz créé par la supernova possède une « magnifique structure stratifiée ». Et pour lui, en tant qu'astronome, il est « incroyablement éclairant de découvrir les mécanismes internes d'une explosion cosmique aussi spectaculaire ».
RND/dpa
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