Une étoile à neutrons se cache au cœur de la supernova de 1987

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Une étoile à neutrons se cache au cœur de la supernova de 1987
Une étoile à neutrons se cache au cœur de la supernova de 1987

Africa-Press – Guinée. Que se cache-t-il au centre du rémanent de la supernova de 1987, appelée SN 1987A ? Un trou noir ou une étoile à neutrons ? Les astrophysiciens penchent depuis longtemps pour la seconde option mais ils n’en avaient jamais eu la preuve. C’est désormais chose faite, grâce à des observations très fines réalisées par le télescope spatial James Webb.

Une supernova historique

Le 23 février 1987, l’étoile Sanduleak 202 (une supergéante bleue vingt fois plus massive que le Soleil) explosait dans le Grand Nuage de Magellan. C’est l’opérateur de l’Observatoire de Las Campanas, au Chili, Oscar Duhalde, qui remarqua le premier la présence d’une nouvelle étoile (ou nova) dans le ciel. Il s’agissait en fait de la formidable lumière (puissante comme 100 millions de Soleil !) dégagée par cet astre en train d’agoniser, comme cela a été confirmé par de multiples observations, plus tard. A l’époque, le monde n’était pas encore connecté: Duhalde avait dû gagner la ville la plus proche pour contacter l’Union astronomique internationale par télégramme.

Depuis cette annonce, la supernova SN 1987A a constitué un modèle idéal pour les astronomes en vue de confirmer leur théorie sur la fin de vie des étoiles massives. C’est en effet la supernova la plus lumineuse vue depuis la Terre depuis près de 400 ans et l’une des rares dont le progéniteur (l’étoile Sanduleak) était connu avant son explosion. C’est également l’un des objets les plus scrutés du ciel et pratiquement tous les grands télescopes terrestres et les observatoires spatiaux ont consacré des créneaux d’observation pour suivre l’évolution de son rémanent, l’enveloppe de gaz et de débris qui se développe depuis le point d’origine de l’explosion stellaire.

L’étoile mystérieuse

Le noyau effondré de ces étoiles qui ont explosé peut donner naissance à des étoiles à neutrons beaucoup plus petites, composées de la matière la plus dense de l’univers connu, ou pour les plus massives d’entre elles, des trous noirs. Dans cette nouvelle étude, publiée dans la revue Science, une équipe internationale a utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) pour observer la supernova aux longueurs d’onde infrarouges. Ce qui a permis de dénicher une petite zone centrale où sont présents des atomes ionisés d’argon et de soufre. Or, les modèles indiquent que ces atomes lourds sont produits en grande abondance à l’intérieur des étoiles massives juste avant leur explosion.

La supernova SN 1987A. À l’extérieur se trouvent les débris stellaires, qui contiennent la majeure partie de la masse et qui se développent à des milliers de km/seconde. Le “collier de perles” brillant représente le gaz des couches externes de l’étoile qui a été expulsé environ 20.000 ans avant l’explosion finale. Les deux anneaux extérieurs sont vraisemblablement produits par le même processus. Crédit: Hubble Space Telescope WFPC-3/James Webb Space Telescope NIRSpec/J. Larsson.

L’équipe a modélisé divers scénarios et a découvert que ces atomes n’auraient pu être ionisés que par le rayonnement ultraviolet et les rayons X émis par une étoile à neutrons ou, alternativement, par les vents de particules accélérées à des vitesses relativistes par une étoile à neutrons en rotation rapide, ce que les spécialistes appellent un pulsar.

Selon le premier scénario, l’étoile à neutrons dont la température de surface frisait les 100 milliards de degrés au moment de sa formation ne chauffe plus qu’à environ un million de degrés. Une température suffisante pour générer un rayonnement ionisant capable d’altérer l’argon.

Des usines à nouvelles étoiles

Les supernovas ont une grande importance dans l’histoire de l’univers: ce sont elles qui projettent dans le cosmos les éléments qui se forment au cœur des étoiles comme le carbone, l’azote, l’oxygène ou le fer. Ces composants sont à la base des molécules qui ont permis à la vie de s’épanouir sur Terre.

La force de l’explosion peut également alimenter en énergie les nuages de gaz environnants et ainsi participer à la naissance d’une nouvelle génération d’étoiles. Le suivi de SN 1987A va éclairer les astronomes sur les tout premiers stades de la dispersion du rémanent et les effets que la supernova va provoquer sur son environnement immédiat.

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