Grâce au télescope spatial Kepler, des astronomes ont pu «observer» pour la première fois des évènements de supernovae, représentant les derniers instants d’étoiles géantes en fin de vie.

Kepler, un télescope spatial de la NASA, a pour tâche de sonder une grande partie de l’espace entre les constellations Cygnus et Lyra afin de trouver des planètes extrasolaires. Mais, grâce à sa méthode de travail, Kepler produit une mine d’or d’informations. À cette occasion et pour la première fois, une équipe internationale d’astronomes dirigée par Peter Garnavich à l’Université de Notre Dame (Indiana, USA), parvient à isoler parmi les images capturées par le télescope, le flash produit par l’onde de choc de l’explosion d’une étoile.

Le photomètre du télescope capture, toutes les 30 minutes, une image composite comprenant 500 galaxies lointaines. Le but de la recherche était d’identifier une supernova (l’explosion d’une étoile) dans une partie de l’espace qui comprend 50 millions d’étoiles : deux d’entre elles ont soudainement gagné en luminosité, comme cela se produit lors d’une supernova.

 

Les derniers instants de l’étoile

Les supernovae étaient autrefois des étoiles géantes. Dans ce cas, une KSN 2011d, à une distance estimée de 1 milliard 200 millions d’années lumière de notre Terre, avec une masse d’environ 500 fois celle du Soleil. La seconde candidate (KSN 2011a), se situait à quelques 700 millions d’années lumière et ne pesait quant à elle « que » 300 masses solaires.

« Des étoiles si gigantesques que si elles se trouvaient à la place du Soleil, la Terre en serait entièrement englobée, malgré les 150 millions de kilomètres qui nous en séparent», dit Peter Garnavich.

nébuleuse nebuleuse du crabe constellation taureau

La nébuleuse du Crabe, visible dans la constellation du Taureau est ce qui reste d’une supernova. L’événement avait à l’époque pu être observé par les astronomes chinois et arabes, en 1054. Crédits : NASA, ESA, J. Hester et A. LOLL (Arizona State University)

Une supernova nait lorsque, quand leur « carburant » s’épuise (composé principalement de gaz et de poussières cosmiques), les étoiles s’effondrent sur elles-mêmes : à un moment donné, l’extrême instabilité du système produit alors une explosion. Elle semble alors « catastrophique » à l’échelle cosmique, mais elle représente en réalité un événement crucial, ou plutôt, elle représentait un événement crucial au développement de nôtre univers actuel. En effet, c’est précisément à ce stade que l’étoile « produit » des éléments lourds, tels qu’ils existaient à la naissance de l’univers et des planètes, et qui permet finalement la naissance d’un nouveau système solaire. Le nôtre, bien entendu, en fait pleinement partie !

diagramme luminosité étoile ksn télescope kepler observation 2011a 2011b

Ci-dessus, le diagramme de la variation de luminosité lors d’un événement de supernova d’une étoile dont la luminosité est égale à 20 000 fois celle du Soleil. Dans l’encadré à droite, un « zoom » sur la luminosité maximale de l’événement : l’onde de choc a une durée d’environ 20 minutes. Le télescope Kepler a permis d’observer le flash émis par l’étoile KSN 2011d. Crédits : NASA AMES / W. STENZEL

Les astronomes ont toujours rêvé de pouvoir directement observer les derniers instants d’une étoile, mais comme ceux-ci ne durent que quelques secondes voir quelques minutes au maximum, il devient finalement peu probable qu’un télescope soit, à ce moment précis, orienté dans la bonne direction.

« Personne ne peut dire exactement quand cela va se produire, et seulement un télescope qui fonctionne comme Kepler a une chance de capturer un de ces événements. », précise Garnavich

À savoir, les deux explosions ont suivi la tendance prédite par la théorie, mais l’une des deux étoiles, KSN 2011a, n’a apparemment pas produit d’onde de choc suite à l’explosion : les raisons probables sont encore à l’étude, mais les chercheurs estiment que celle-ci peut avoir été « masquée » par le gaz environnant l’étoile.

 

Une belle simulation numérique issue de l’événement pour vous résumer tout ça !

Les images capturées par le télescope Kepler ont permis la réalisation d’une simulation numérique (images de synthèse) qui vous est présentée dans cet extrait vidéo. Il démontre la transformation de l’étoile massive KSN 2011a en une supernova.

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