Ne serait-il pas agréable de savoir quand une étoile géante est sur le point de mourir dans une explosion catastrophique de supernova ? C’est exactement ce qu’a fait une équipe d’astronomes. Si vous voyez une étoile rouge géante entourée d’une épaisse coquille de matière, méfiez-vous : l’étoile risque d’exploser d’ici quelques années.
Lorsqu’une étoile massive approche de la fin de sa vie, elle traverse plusieurs phases violentes. Profondément au cœur de l’étoile, il passe de la fusion de l’hydrogène à la fusion d’éléments plus lourds, en commençant par l’hélium et en remontant jusqu’au carbone, à l’oxygène, au magnésium et au silicium. Au bout de la chaîne, l’étoile forme enfin du fer en son cœur. Parce que le fer consomme de l’énergie au lieu de la libérer, cela signifie la fin de l’étoile et, en moins d’une douzaine de minutes, elle se retourne dans une fantastique explosion appelée supernova.
Mais malgré toute l’agitation qui se passe dans le cœur des stars, de l’extérieur, il est difficile de dire exactement ce qui se passe. Bien sûr, vers la fin de leur vie, ces étoiles géantes atteignent des tailles extrêmes. Ils deviennent également intensément lumineux, jusqu’à des dizaines de milliers de fois plus lumineux que le Soleil. Mais parce que les surfaces des étoiles sont tellement étirées, leurs températures extérieures chutent, les faisant apparaître comme géants rouges.
Lié: Le télescope spatial James Webb détecte une supernova surprise
L’exemple le plus célèbre d’une étoile si proche du terminal est bételgeuse. S’il était placé dans notre système solairecette étoile, qui n’est que 11 fois plus massive que le soleil, s’étendrait jusqu’à l’orbite de Jupiter. Il deviendra une supernova à tout moment, mais “n’importe quel jour” pour un astronome pourrait être dans un million d’années. Bien que nous sachions que ces types d’étoiles finiront par exploser dans une supernova, il n’y a aucun moyen d’obtenir une estimation plus précise que cela. Ou, du moins, c’était le cas.
Bombe à retardement
Aujourd’hui, une équipe d’astronomes a mis au point un moyen de détecter les supernovae susceptibles d’exploser d’ici quelques années. Ils ont rapporté leurs résultats dans un article publié dans la base de données de prépublication arXiv et accepté pour publication dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Ils ont spécifiquement étudié quelques dizaines d’un type unique de supernova connu sous le nom de supernovae de type II-P. Contrairement à d’autres supernovae, ces explosions restent brillantes longtemps après l’explosion initiale.
Dans certains exemples, les astronomes ont regardé en arrière dans d’anciens catalogues et ont trouvé des images des étoiles avant qu’elles n’explosent, et elles semblent toutes être des supergéantes rouges comme Bételgeuse. C’est une indication claire que ces types d’étoiles sont des candidates supernova, prêtes à exploser à tout moment.
On pense que les étoiles qui donnent naissance à ces types de supernovae sont entourées de couches denses de matière avant d’exploser. Ces linceuls sont des ordres de grandeur plus denses que ceux mesurés autour de Bételgeuse. C’est le chauffage de ce matériau par l’onde de choc initiale qui retarde la lueur ; il y a simplement plus de choses là-bas pour continuer à briller longtemps après le premier signe de l’explosion.
Ce manteau dense rend également ce type de supernova visible plus rapidement que ses cousins plus exposés. Lorsque l’explosion se produit initialement, l’onde de choc frappe le matériau autour de l’étoile, ce qui fait que l’onde de choc perd de la vapeur lors de son passage. Alors qu’au départ les énergies d’une supernova sont suffisantes pour libérer des rayonnements à haute énergie tels que les rayons X et les rayons gamma, après mélange de l’onde de choc et de la matière environnante, le rayonnement émis est à des longueurs d’onde optiques.
Il semble donc que ces linceuls denses de matière autour du étoiles ils sont également une indication qu’une supernova est sur le point de se produire.
super bourgeons
Mais combien de temps faut-il pour former ce linceul de matière ? Les chercheurs ont étudié deux modèles. Dans un modèle, l’étoile a soufflé des vents à grande vitesse depuis sa surface, qui se sont progressivement rompus et se sont étendus pour former le linceul au fil des décennies. Dans le deuxième modèle, l’étoile a subi une violente explosion pré-supernova qui a envoyé du gaz pesant jusqu’à un dixième de la masse du soleil en orbite en moins d’un an.
Les chercheurs ont ensuite modélisé comment tout ce matériel affecterait nos images de l’étoile. Dans tous les cas, une fois que l’étoile aura construit son voile, il fera trop sombre pour que notre technologie d’imagerie actuelle puisse la détecter.
Parce que nous avons des images directes de certaines des étoiles pré-supernova prises moins de 10 ans avant leur explosion, les astronomes ont conclu que le modèle lent et stable ne fonctionnerait pas. Sinon, l’étoile serait devenue sombre.
Tout cela signifie qu’une fois qu’une étoile supergéante a construit une épaisse coquille de matière autour d’elle-même, elle est susceptible de devenir une supernova en quelques années. Donc, si vous voyagez dans le cosmos et rencontrez ce scénario exact, considérez-vous averti.
Suivez-nous sur Twitter @Spacepointcom ou dans Facebook.