Supernova

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter se lève vers 22 h.
  • Mars apparaît vers 2 h.
  • Nouvelle lune le 27 septembre.

Ken Tapping, le 21 septembre 2011

Le 24 août, des astronomes détectaient l’explosion d’une étoile géante, la plus brillante vue de la Terre en 20 ans. L’explosion, une supernova, est survenue dans la galaxie Messier 101, située à environ 21 millions d’années-lumière de nous. En d’autres termes, la supernova a eu lieu il y a 21 millions d’années, mais il a fallu tout ce temps pour que la lumière qui en résulte parvienne jusqu’à nous, tant la galaxie est éloignée. L’énergie libérée par une telle explosion est si grande que l’étoile défunte dépassera en éclat les milliards d’autres qui composent sa galaxie, pendant une période allant de quelques jours à un mois. Pour cette raison, elle est relativement facile à identifier. Une foule d’astronomes amateurs gardent l’œil braqué sur les galaxies lointaines dans l’espoir d’observer une augmentation subite de luminosité. Cependant, deux éléments uniques caractérisent la supernova actuelle : elle brille assez pour qu’on la voie avec de bonnes jumelles et elle est particulièrement bien placée pour être observée, soit dans la Grande Ourse.

La galaxie Messier 101, site de la supernova la plus brillante vue de la Terre en 20 ans. Photo : hubblesite.org

La galaxie Messier 101, site de la supernova la plus brillante vue de la Terre en 20 ans. Photo : hubblesite.org

La Grande Ourse se trouve présentement dans la partie nord-ouest du firmament. Cherchez les deux étoiles qui forment l’extrémité du manche. La dernière est Alkaïd et celle qui la précède, Mizar, une étoile double visible à l’œil nu qui a pour partenaire Alcor. Si vous avez un télescope, examinez soigneusement Mizar et vous constaterez qu’un partenaire s’est ajouté au couple, beaucoup plus près de nous, pour donner une étoile triple. Messier 101 forme un triangle équilatéral (trois côtés de même longueur) avec ces deux étoiles de la Grande Ourse, juste au-dessus du manche de la casserole. Si la nuit est assez obscure et vos jumelles ou votre télescope, assez gros, Messier 101 ressemblera à une tache floue peu lumineuse englobant une étoile d’un blanc bleuâtre. En observant celle-ci durant les jours et les semaines qui viennent, vous la verrez s’évanouir peu à peu pour ne laisser que la tache, c’est-à-dire la lumière combinée des milliards d’étoiles survivantes de cette galaxie.

Supernova SN 1987A, survenue auparavant celle de Messier 101. Ses débris sont illuminés par rayons X. La supernova elle-même, chauffée par les ondes de choc, brille à la lumière visible. Photo : NASA, ESA et P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Supernova SN 1987A, survenue auparavant celle de Messier 101. Ses débris sont illuminés par rayons X. La supernova elle-même, chauffée par les ondes de choc, brille à la lumière visible. Photo : NASA, ESA et P. Challis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)

Les étoiles tirent leur énergie de la fusion nucléaire, soit la transformation des éléments légers, tel l’hydrogène, en d’autres, plus lourds, comme le carbone, le phosphore et le fer. Au bout d’un temps, l’étoile finit par manquer de combustible. Cette situation survient plus tôt chez les étoiles massives, car elles brûlent leurs réserves considérablement plus vite. La fin d’une étoile comme le Soleil est relativement moins dramatique. Ces étoiles se débarrassent de leurs couches extérieures, ce qui dénude leur cœur brûlant. Ces vestiges, appelés naines blanches, n’ont aucun combustible et s’éteignent en se refroidissant lentement au terme de plusieurs millions ou milliards d’années. Les étoiles dont la masse est 1,4 fois supérieure à celle du Soleil meurent de manière beaucoup plus catastrophique. Leur cœur est de plus en plus comprimé et sa chaleur augmente jusqu’à ce que des instabilités le refroidissent et atténuent la pression. Plus rien ne soutenant les couches extérieures, la malheureuse étoile s’effondre, puis éclate dans une des plus formidables explosions enregistrées dans l’univers contemporain.

La nouvelle supernova, classée de type 1a, diffère légèrement. Au départ, l’étoile ressemblait beaucoup au Soleil. Sans doute était-elle un peu plus massive, mais elle avait un partenaire orbitant à proximité. Parvenue à la fin de sa vie, l’étoile a expulsé ses couches externes pour se transformer en naine blanche; puis son partenaire en a fait autant. Une partie de la matière expulsée par ce dernier dans l’espace a été récupérée par la naine blanche qui a ainsi accumulé passablement de combustible en surface. Sa masse a éventuellement dépassé le seuil critique correspondant à 1,4 fois celle du Soleil, ce qui en a déclenché l’instabilité puis l’explosion.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

Téléphone : 250-497-2300
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Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

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