par Fraser Cain , Universe Today
Il y a quelques endroits dans l’univers qui défient l’entendement. Et les supernovae doivent être les endroits les plus extrêmes que l’on puisse imaginer. Nous parlons d’une étoile avec potentiellement des dizaines de fois la taille et la masse de notre propre soleil qui meurt violemment en une faction de seconde.
Plus vite qu’il ne me faut pour prononcer le mot supernova, une étoile complète s’effondre sur elle-même, créant un trou noir, formant les éléments les plus denses de l’univers, puis explosant vers l’extérieur avec l’énergie de millions, voire de milliards d’étoiles.
Mais pas dans tous les cas. En fait, les supernovae ont différentes saveurs, partant de différents types d’étoiles, se terminant par différents types d’explosions et produisant différents types de restes.
Il existe deux principaux types de supernovae, le type I et le type II. Je sais que cela semble un peu contre intuitif, mais commençons par le type II.
Ce sont les supernovae produites lorsque des étoiles massives meurent. Nous avons fait toute une émission sur ce processus, donc si vous voulez la regarder maintenant, vous pouvez cliquer ici.
Mais voici la version courte.
Les étoiles, comme vous le savez, convertissent l’hydrogène en fusion en leur cœur. Cette réaction libère de l’énergie sous forme de photons, et cette pression légère pousse contre la force de gravité qui essaie de tirer l’étoile sur elle-même.
Notre soleil, n’a pas la masse pour soutenir les réactions de fusion avec des éléments autres que l’hydrogène ou l’hélium. Donc, une fois que tout l’hélium est utilisé, les réactions de fusion s’arrêtent et le soleil devient une naine blanche et commence à se refroidir.
Mais si vous avez une étoile avec 8-25 fois la masse du soleil, elle peut fusionner des éléments plus lourds à son noyau. Quand elle n’a plus d’hydrogène, elle passe à l’hélium, puis au carbone, au néon, etc, tout le long du tableau périodique des éléments. Cependant, lorsqu’elle atteint le fer, la réaction de fusion consomme plus d’énergie qu’elle n’en produit.
Les couches externes de l’étoile s’effondrent vers l’intérieur en une fraction de seconde, puis explosent sous forme de supernova de type II. On se retrouve avec une étoile à neutrons incroyablement dense comme vestige.
Mais si l’étoile d’origine avait plus d’environ 25 fois la masse du soleil, le même effondrement du noyau se produit. Mais la force de la matière tombant vers l’intérieur effondre le noyau en un trou noir.
Les étoiles extrêmement massives avec plus de 100 fois la masse du soleil explosent simplement sans laisser de trace. En fait, peu après le Big Bang, il existait des étoiles ayant des centaines, voire des milliers de fois la masse du soleil, composées d’hydrogène et d’hélium purs. Ces monstres auraient vécu des vies très courtes, explosant avec une quantité incompréhensible d’énergie.
Ceux-là sont de type II. Les types I sont un peu plus rares, et sont créés lorsque vous avez une situation d’étoile binaire très étrange.
L’une des étoiles de la paire est une naine blanche, le vestige mort depuis longtemps d’une étoile de séquence principale comme notre soleil. Le compagnon peut être n’importe quel autre type d’étoile, comme une géante rouge, une étoile de séquence principale, ou même une autre naine blanche.
Ce qui compte, c’est qu’elles soient suffisamment proches pour que la naine blanche puisse voler de la matière à son partenaire, et l’accumuler comme une couverture étouffante d’explosivité potentielle. Lorsque la quantité volée atteint 1,4 fois la masse du soleil, la naine blanche explose en supernova et se vaporise complètement.
En raison de ce rapport de 1,4, les astronomes utilisent les supernovae de type Ia comme « bougies standard » pour mesurer les distances dans l’univers. Puisqu’ils connaissent la quantité d’énergie avec laquelle elle a détoné, les astronomes peuvent calculer la distance à l’explosion.
Il existe probablement d’autres événements, encore plus rares, qui peuvent déclencher des supernovae, et des hypernovae et sursauts gamma encore plus puissants. Ceux-ci impliquent probablement des collisions entre des étoiles, des naines blanches et même des étoiles à neutrons.
Comme vous en avez probablement entendu parler, les physiciens utilisent des accélérateurs de particules pour créer des éléments plus massifs du tableau périodique. Des éléments comme l’ununseptium et l’ununtrium. Il faut énormément d’énergie pour créer ces éléments en premier lieu, et ils ne durent qu’une fraction de seconde.
Mais dans les supernovae, ces éléments seraient créés, et bien d’autres. Et nous savons qu’il n’y a pas d’éléments stables plus haut dans le tableau périodique parce qu’ils ne sont pas là aujourd’hui. Une supernova est un bien meilleur broyeur de matière que n’importe quel accélérateur de particules que nous pourrions jamais imaginer.
La prochaine fois que vous entendrez une histoire sur une supernova, écoutez attentivement quel type de supernova c’était : Type I ou Type II. Quelle était la masse de l’étoile ? Cela aidera ton imagination à envelopper ton cerveau autour de cet événement étonnant.