Une nouvelle observation astrale a permis de constater qu’une étoile a connu deux explosions successives à la fin de sa vie. Cette découverte, effectuée grâce à l’étude des restes de la supernova SNR 0509-67.5, enrichit notre compréhension des événements cosmiques majeurs.
Une découverte inédit dans le ciel
La majorité des supernovas provient de la mort d’étoiles massives. Cependant, un type, nommé supernova de Type Ia, se produit dans des étoiles plus petites, comme les naines blanches.
Celles-ci sont des cœurs denses et inactifs qui restent après que des étoiles similaires au Soleil aient épuisé leur combustible.
Les explosions des naines blanches jouent un rôle essentiel en astronomie.
Déclare Priyam Das, astronome à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, Australie, et auteur principal de l’étude publiée dans Nature Astronomy.
Les supernovas de Type Ia permettent de mesurer l’expansion de l’Univers et servent également de principale source de fer sur Terre, y compris le fer contenu dans notre sang.
Cependant, nous ne comprenons toujours pas précisément comment se déroule leur explosion.
Ajoute l’auteur de l’étude.
Cette image montre la distribution du calcium dans les restes de la supernova SNR 0509-67.5. Les données ont été obtenues avec l’instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) monté sur le VLT de l’ESO. Les courbes superposées délimitent deux coques concentriques de calcium éjectées lors de deux explosions distinctes lorsque l’étoile est morte il y a plusieurs siècles. Crédit : ESO/P. Das et al.
Une théorie alternative : deux explosions, pas une
Les modèles actuels suggèrent qu’une naine blanche en système binaire avec une autre étoile attire de la matière de sa compagne. En accumulant cette matière, elle atteint un seuil critique et explose. Toutefois, une théorie alternative envisage que l’étoile puisse exploser avant d’atteindre cette masse critique, en deux phases.
Selon ce modèle de “double détonation”, la naine blanche accumule de l’hélium provenant de l’autre étoile. Cet hélium peut devenir instable et provoquer une explosion.
La première explosion engendre une onde de choc qui traverse la naine blanche, causant une seconde détonation en son intérieur — c’est ainsi qu’apparaît la supernova.
Jusqu’à présent, cette théorie n’avait jamais été confirmée visuellement. Cependant, les astronomes ont prévu que ce processus laisserait une empreinte spécifique : deux couches distinctes de calcium dans les restes de l’explosion. C’est précisément cela qui a été découvert dans la supernova SNR 0509-67.5.
Ivo Seitenzahl, responsable des observations et chercheur à Heidelberg au moment de l’étude, déclare que ce résultat constitue “une preuve claire que les naines blanches peuvent exploser avant d’atteindre la limite de Chandrasekhar”, le seuil critique habituellement considéré.
Avec l’instrument MUSE, l’équipe a détecté des couches de calcium (indiquées en bleu sur l’image) qui valident cette hypothèse.
Les supernovas de Type Ia sont fondamentales pour mesurer les distances dans l’Univers grâce à leur luminosité prévisible. C’est sur cette base que l’on a découvert, en 2011, que l’Univers s’étend à un rythme accéléré — une découverte qui a valu un Prix Nobel de Physique. Une meilleure compréhension des mécanismes de ces explosions contribue à rendre ces mesures encore plus fiables.
Pour Priyam Das, il y a aussi une motivation esthétique :
Cette preuve concrète d’une double détonation non seulement résout un ancien mystère, mais révèle aussi une structure visuellement éblouissante.
Observer l’intérieur d’une explosion cosmique si spectaculaire est extrêmement gratifiant.
Conclut Priyam Das.