Une
supernova
Si le noyau de
fer au centre d’une supergéante est incapable de produire de
l’énergie par réactions nucléaires, il doit en créer par contraction, en
transformant son énergie gravitationnelle. C’est donc un effondrement final de
l’ensemble de l’étoile qui commence.
Une conception d’une
onde de choc d’une supernova. Credit: Greg Stewart, SLAC National Accelerator
Laboratory
Comme nous allons
le voir plus loin, l’étoile va alors subir un ensemble de réactions qui vont
transformer toute la matière de son noyau en neutrons. Ces particules donnent naissance à
une nouvelle pression de dégénérescence qui stoppe la
contraction du noyau et rend celui-ci très rigide.
Mais les autres
couches de l’étoile sont toujours en train de s’effondrer. Elles atteignent la
surface du noyau incompressible, s’y écrasent très violemment et rebondissent.
Apparaît alors une formidable onde de choc qui va s’éloigner du noyau stellaire
et tout balayer sur son passage.
L’enveloppe de
l’étoile est complètement soufflée. Sa matière est éjectée vers le milieu
interstellaire à des vitesses de plusieurs milliers de kilomètres par seconde.
Du fait de l’incroyable quantité d’énergie libérée, l’étoile se met à briller
comme 200 millions de soleils, parfois autant qu’une galaxie tout entière. Une
supernova vient de naître.
La nébuleuse du
crabe (Messier 1) à 6000 années-lumière. Il s’agit du résidu d’une explosion de
supernova observée depuis la Terre en 1054. Au centre se trouve une étoile à
neutrons qui tourne sur elle-même 30 fois par seconde. Crédit : ESO/VLT
Des supernovas historiques
Une étoile qui se
met à briller autant qu’une galaxie, cela ne passe évidemment pas inaperçu. Une
supernova qui exploserait dans le voisinage du Soleil aurait une luminosité
apparente si grande qu’elle serait visible en plein jour. Ainsi l’histoire de
l’astronomie garde la trace d’une dizaine de supernovas historiques
enregistrées, la première mention remontant à l’an 185 de notre ère dans les
annales chinoises.
En particulier,
les Chinois observèrent en 1054 dans la constellation du Taureau une supernova
qui resta visible en plein jour pendant trois semaines. A l’endroit précis
qu’ils indiquent, se trouve aujourd’hui la nébuleuse du Crabe, un nuage de gaz
et de poussières situé à 6000 années-lumière du Soleil et formé des restes de
l’enveloppe déchirée par la supernova de 1054.
C’est dans les
contrées asiatiques que l’on trouve les traces historiques les plus anciennes.
Les Européens, qui observèrent probablement ces mêmes phénomènes, préférèrent
fermer les yeux sur des apparitions qui remettait en cause l’immuabilité des
cieux prônée par Aristote. Les deux premières supernovas officiellement observées en Occident furent celles de Tycho Brahe en 1572 et de Johannes Kepler en 1604.
Le résidu de la
supernova observée par Tycho Brahe en 1572. Cette image a été prise en 2000 par
le satellite XMM-Newton dans les rayons X. Crédit : ESA/XMM-Newton/MPIEP
Garching
Ces deux supernovas historiques jouèrent un rôle important dans le développement de
l’astronomie car elles apparurent à une époque où les esprits étaient plus
ouverts. Elles montrèrent aux astronomes de l’époque que les cieux n’étaient
pas immuables et que la distinction entre le monde sublunaire et les corps
célestes n’était que pure fantaisie. Depuis cette époque, près d’un millier de supernovas ont été observées.
Deux types de
Remarquons encore
que toutes les supernovas ne s’expliquent pas par l’effondrement d’une étoile
massive. Certaines se produisent pour des raisons un peu différentes, au sein
d’une étoile binaire. C’est par exemple le cas dans un couple stellaire composé
d’une naine blanche et d’une étoile géante.
Si les deux
étoiles du couple sont suffisamment proches, la géante peut perdre ses couches
externes, qui sont transférées vers la naine et créent un disque d’accrétion
autour d’elle. Ce disque va peu à peu alimenter la naine en masse jusqu’à lui
faire dépasser la limite de Chandrasekhar. La naine ne peut plus
résister à la gravité et elle commence à s’effondrer. Ceci provoque l’ignition
de l’étoile, puis, du fait de la nature particulière des naines blanches,
conduit à l’explosion et la désintégration de l’astre.
Le résultat est
finalement une formidable explosion et une très forte augmentation de la
luminosité. Observé de loin, le phénomène est très similaire à celui qui
accompagne l’effondrement d’une étoile massive. Pour faire la distinction, on
parle alors de supernova de type I, par opposition à celles de type II qui sont
le fruit d’un effondrement classique.
Attention à ne
pas confondre ce type de supernova avec une nova,
qui n’est qu’une explosion à la surface d’une naine blanche, un phénomène
beaucoup moins puissant et destructeur.
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