Supernova | Dr. Goulu

Supernovas à antimatière

Sat, 23 Jun 2012 00:00:00 +0000

à lire absolument

L’article d’Avishay Gal-Yam dans le de juillet raconte la séquence de découvertes surprenantes déclanchées par l’étude attentive de quelques supernovas particulièrement violentes.

D’abord, l’auteur et ses collègues découvrent que des étoiles “hypermassives” de 100 masses solaires et plus explosent à la fin de leur courte vie, alors que la théorie prédit qu’elles ne devraient même pas exister.

Ensuite ils s’aperçoivent qu’à l’endroit où ont pété , ou , il ne reste qu’un gros nuage. A la place de l’étoile, il n’y a ni trou noir, ni étoile à neutrons, ni petit bout de reste d’étoile moribonde, rien.

Pour rappel, les étoiles en commençant par l’hydrogène, et quand elles en ont trop converti en hélium elles toussent, se contractent, chauffent, et démarrent la fusion de l’hélium en carbone, puis produisent de l’oxygène. A la fin de cette phase, les petites étoiles comme le Soleil ne chauffent plus assez pour continuer et s’éteignent lentement. Celles qui font plus de 10 masses solaires continuent en fusionnant l’oxygène en silicium, puis en fer. Et la s’arrête là, car la fusion du fer ne produit pas d’énergie. L’étoile s’effondre littéralement sur elle même en fusionnant brutalement ce qu’il lui reste d’atomes légers en une magnifique supernova, laissant sur place une boule de fer qui peut se transformer en étoile à neutrons voire en trou noir.

Une évolution différente a été calculée dans les années 1960 pour des étoiles de plus de 140 masses solaires, mais comme on pensait que ces étoiles n’existaient pas, on l’avait un peu oubliée : la .

Selon cette théorie, ces étoiles une fois parvenues au stade de l’oxygène ne passent pas à la production de silicium car leur coeur ne se comprime pas assez. Mais les photons y sont assez énergétiques pour d’électrons et de selon la célèbre équation d’Albert m=E/c². Paradoxalement, l’énergie est donc “absorbée” sous forme de matière et d’antimatière, ce qui diminue la pression de radiation au cœur de l’étoile, lequel peut s’effondrer à loisir pendant quelques secondes. Et la fusion de l’oxygène démarre dans un cœur en train de se contracter et de surchauffer sous l’effet de l’annihilation des positrons qui se retrouveraient coincés contre des électrons. L’énergie dégagée en quelques minutes étant supérieure à l’énergie potentielle de gravitation de l’énorme étoile, sa matière est intégralement dispersée dans l’espace.

Ce qui est parfaitement conforme aux observations récentes. D’autre part, la théorie prévoit que l’explosion produit du nickel 56 radioactif, qui se désintègre en cobalt 56 puis en fer 56 stable, ce qui produit également une quantité considérable d’énergie plusieurs dizaines de jours après l’explosion. Re-conforme aux observations. Pour fixer les idées, SN2007bi a produit environ 7 masses solaires de nickel 56 ! Ca c’est du déchet radioactif, les amis !

A part cet extraordinaire phénomène, j’ai particulièrement aimé cet article du Pour la Science car il décrit la démarche des chercheurs, en principe rigoureuse mais tellement soumise aux aléas. La recherche, c’est aussi un ciel couvert qui ne permet de 15 mins d’observation pendant la nuit qu’on a réservée des mois à l’avance. Ce sont des voyages et des rencontres avec d’autres chercheurs pour vérifier les résultats, ou des confrères sceptiques sur les orientations de la recherche. Au total, 50 ans ont passé entre l’hypothèse théorique et sa validation… Avec la science, faut pas être pressé.

A lire absolument.

Références:

A. Gal-Yam, , 2012, , p 20-25
Z. Barkat, G. Rakavy & N. Sack, “Dynamics of supernova explosion resulting from pair formation”, 1967 Phys. Rev. Lett. 18, 379–381 DOI :
A. Gal-Yam, P. Mazzali, E.O. Ofek, P.E. Nugent,S.R. Kulkarni, M.M. Kasliwal, R.M. Quimby, et al. “ ”, 2009 Nature, 462(7273), 624-7. Nature Publishing Group. doi:10.1038/nature08579

Supernova dans M95 !

Sat, 24 Mar 2012 00:00:00 +0000

Il y a un peu moins d’infos astronomiques sur ce blog depuis que et d’autres font ça très bien. Mais là ils ont raté un scoop : le 17 mars, plusieurs astronomes ont rapporté l’apparition d’une source lumineuse dans la , à 38 millions d’années lumière, donc pas trop loin de la Voie Lactée. Le 20 c’était confirmé

\[1\]

: il s’agit bien d’une supernova, baptisée illico “SN 2012 aw”.

Une des premières photos de M95 avec la supernova marquée. Les traits diagonaux sont des "aigrettes" de diffraction causés par la violente lumière de Mars, juste à côté. (voir Notes)

C’est même une : une étoile environ 8 fois plus massive que notre Soleil vient de se transformer en étoile à neutrons sous nos yeux ébahis. Dans :

l’astronome explique plein de choses intéressantes, entre autres:

Que “2012 aw” signifie que c’est la 49ème supernova détectée cette année, mais la plus proche, ce qui permet d’identifier l’étoile “progénitrice” sur des images prises avant l’explosion…
… ce qui a été fait en quelques jours grâce à une photo du téléscope spatial Hubble où elle apparaît comme un carré de 4 pixels.
Qu’on sait que c’est une supernova de type II grâce à son spectre qui révèle la présence d’hydrogène, alors que les causés par l’effondrement des naines blanches, n’en ont pas.

Quand je dis “sous nos yeux ébahis”, ce n’est malheureusement juste pas le cas : même si elle est devenue brillante comme un milliard d’étoiles, SN 2012 aw n’a qu’une de 13, et demande un télescope d’au moins 30cm pour être observée, mais c’est à la portée d’un club ou d’un amateur fortuné.

Voilà pour les photons. Mais une supernova de type II émet 99% de son énergie sous forme d’environ 1058 neutrinos. Dix mille milliards de milliards de milliards de milliards de milliards de milliards, pour ceux qui ne sont pas familiers avec les puissances de dix. Lors de la dernière supernova survenue dans notre galaxie, , environ 3 heures avant la lumière, ce qui est parfaitement conforme à la théorie. Depuis, on savait que ces particules vont exactement à la même vitesse que la lumière, pas un pet de plus, à moins de brancher un câble de travers…

Je me suis donc dit qu’ SN 2012 aw devrait aider à convaincre les derniers sceptiques que mon a définitivement raison. Mais , le meilleur détecteur de neutrinos que nous ayons actuellement, n’en a vu passer aucun dans son kilomètre cube de glace sous l’Antarctique. Il n’est pas assez sensible, mais il y a des idées pour arranger ça pour la prochaine SN 201x

\[5\]

Notes

Sur les “aigrettes” visibles sur la photo,
J’avais écrit une première version de cet article il y a quelques jours où je parlais aussi de , mais un crash m’a fait tout perdre. Comme il y a aujourd’hui plus d’infos sur SN 2012 aw, je causerai du Milky Way Project une autre fois. Mais allez déjà voir! Ca concerne les , causées entre autres par les supernova…

Sources:

, Central Bureau for Astronomical Telegrams, INTERNATIONAL ASTRONOMICAL UNION, 20 mars 2012
sur Bad Astronomy, 19 mars 2012
sur Bad Astronomy, 20 mars 2012
sur Bad Astronomy, 23 mars 2012
Markus Voge et al., “Towards an extragalactic Supernova neutrino detector at the South Pole”,

Fond d'écran recyclé

Fri, 28 Sep 2007 00:00:00 +0000

Mon nouveau fond d’écran est cette superbe image de la

Il s’agit des restes d’une étoile qui a explosé en supernova, ajoutant un point dans le ciel de nos ancêtres alors qu’ils taillaient des silex. Comme on le voit, les gaz expulsés par l’étoile ont perdu la juste après la méga-pétée, et ont commencé à se contracter en filaments, et en zones plus denses qui vont devenir de jeunes étoiles lorsque les dauphins tailleront des silex.

Au centre de l’image, en noir sur fond noir se trouve le résidu de l’étoile défunte . C’est un petite sphère de neutrons lourde comme plusieurs fois le Soleil et tournant sur elle-même en 8 secondes, donc assez lentement pour un pulsar. Cet astre est doté d’un champ magnétique si fort que si le Soleil avait le même, votre disque dur serait effacé instantanément, et si la Lune avait ce champ, votre fourchette décollerait de votre assiette pour percuter la Mer de la Tranquilité à la vitesse de la lumière !

Dieu a du juste avant de créer les supernovas …

Perles Cosmiques

Thu, 08 Mar 2007 00:00:00 +0000

Il y a 167'020 ans, la lointaine étoile “Sanduleak -69° 202” explosa.

Comme elle est à 167'000 années-lumière d’ici, ce n’est qu’en 1987 qu’on put admirer le spectacle de la la plus proche explosion d’étoile depuis qui n’avait pu être immortalisée que sur des gravures et tapisseries du Moyen-Age.

1987A est par contre observée par de nombreux télescopes, dont Hubble qui a pris récemment cette :

Les deux gros points blancs sont des étoiles plus proches qui n’ont rien à voir avec la supernova, mais ont le bon goût d’avoir presque la même luminosité et d’être joliment placées de chaque côté.

Par contre l’anneau d’un diamètre d’environ une année lumière formé de “perles” lumineuses est unique. Il s’agirait de grumeaux de matière crachés par l’étoile environ 20'000 ans avant qu’elle n’explose et réchauffés par l’explosion. Tout ça constitue la matière première idéale pour que des planètes se forment dans quelques milliards d’années.

Il y a aussi 2 anneaux rouges plus fins, sur des plans décalés symétriquement par rapport au plan des perles. Il s’agirait de l’onde de choc éclairée par le faisceau de particules émis par un pulsar ou un trou noir qui n’est apparemment pas le reste de Sanduleak, mais un voisin très proche.

Toutes ces infos et bien d’autres sont soigneusement détaillées dans l’article , mais je voulais dire une chose importante en plus : c’est vachement beau !