Supernova ou supernovae

Supernova:

Une supernova est une nova gigantesque, c'est-à-dire une étoile dont la magnitude augmente considérablement en quelques jours, au point de la faire apparaitre comme une « nouvelle » étoile (d'où « nova »), à ceci près que contrairement à la nova, la supernova correspond à une explosion physique de l'étoile. Le préfixe « super » la distingue d'une simple nova, qui désigne également une étoile dont l'intensité lumineuse augmente, mais de façon beaucoup moins importante et suivant un mécanisme assez différent.

La supernova 1604 fut utilisée par Galilée comme une preuve contre le dogme aristotélicien de cette période affirmant que le ciel n'avait jamais changé.

La matière expulsée par une supernova s'étend dans l'espace et se refroidit, formant un type de nébuleuse appelé rémanent de supernova (ou, plus rarement, reste de supernova). La durée de vie de ce type de nébuleuse est relativement limitée, la matière éjectée l'étant à très grande vitesse (plusieurs milliers de kilomètres par seconde), le rémanent se dissipe relativement vite à l'échelle astronomique, en 10 ou 20 millénaires au plus. La nébuleuse de Gum ou les dentelles du Cygne sont des exemples de rémanents de supernova dans cet état très avancé de dilution dans le milieu interstellaire.

Si le noyau de fer est incapable de produire de l'énergie par réactions nucléaires, il doit en créer par contraction, en transformant son énergie gravitationnelle. C'est donc un nouvel effondrement de l'ensemble de l'étoile qui commence. Cependant, comme nous allons le voir plus loin, l'étoile va subir un ensemble de réactions qui vont transformer toute la matière de son noyau en neutrons. Ces particules donnent naissance à une nouvelle pression de dégénérescence qui stoppe finalement la contraction du noyau et rend celui-ci très rigide. Mais les autres couches de l'étoile sont toujours en train de s'effondrer. Elles atteignent la surface du noyau incompressible, s'y écrasent très violemment et rebondissent. Apparaît alors une formidable onde de choc qui va s'éloigner du noyau et tout balayer sur son passage. L'enveloppe de l'étoile est complètement soufflée. Sa matière est éjectée vers le milieu interstellaire à des vitesses de plusieurs milliers de kilomètres par seconde. Du fait de l'incroyable quantité d'énergie libérée, l'étoile se met à briller comme 200 millions de soleils, parfois autant qu'une galaxie tout entière. Une supernova vient de naître.

Une étoile qui se met à briller autant qu'une galaxie, cela ne passe évidemment pas inaperçu. Une supernova qui exploserait dans le voisinage du Soleil aurait une luminosité apparente si grande qu'elle serait visible en plein jour. C'est l'événement céleste le plus susceptible de marquer les esprits - après le passage d'une comète. Ainsi l'histoire de l'astronomie garde la trace d'une dizaine de supernovae historiques enregistrées, la première mention remontant à l'an 185 de notre ère dans les annales chinoises. En particulier, les Chinois observèrent en 1054 une supernova dans la constellation du Taureau, qui resta visible en plein jour pendant trois semaines. A l'endroit précis qu'ils indiquent, se trouve aujourd'hui la nébuleuse du Crabe, un nuage de gaz et de poussières situé à 6000 années-lumière du Soleil et formé des restes de l'enveloppe déchirée par la supernova de 1054.

Le résidu de la supernova observée par Tycho Brahe en 1572. Cette image a été prise en 2000 par le satellite XMM-Newton dans les rayons X.

C'est dans les contrées asiatiques que l'on trouve les traces les plus anciennes. Les Européens, qui observèrent probablement ces mêmes phénomènes, préférèrent fermer les yeux sur des apparitions qui remettait en cause l'immuabilité des cieux prônée par Aristote. Les deux premières supernovae à être officiellement observées en Occident furent celles de Tycho en 1572 et de Kepler en 1604. Elles jouèrent un rôle important dans le développement de l'astronomie car elles apparurent à une époque où les esprits étaient plus ouverts. Elles montrèrent aux astronomes de l'époque que les cieux n'étaient pas immuables et que la distinction entre le monde sublunaire et les corps célestes n'était que pure fantaisie. Depuis cette époque, près d'un millier de supernovae ont été observées.

Deux types de supernovae:

Remarquons que toutes les supernovae ne s'expliquent pas par l'effondrement d'une étoile massive. Certaines se produisent pour des raisons un peu différentes, au sein d'étoiles binaires. C'est par exemple le cas dans un couple stellaire composé d'une naine blanche et d'une étoile géante. Quand les deux étoiles sont suffisamment proches, la géante perd ses couches externes, qui sont transférées vers la naine et créent un disque d'accrétion autour d'elle. Ce disque va peu à peu alimenter la naine en masse jusqu'à lui faire dépasser la limite de Chandrasekhar.

A un moment donné, la naine ne peut plus résister à la gravité et elle commence à s'effondrer. Ceci provoque l'ignition de l'étoile, puis, du fait de la nature particulière des naines blanches, conduit à l'explosion et la désintégration de l'astre. Le résultat est finalement une formidable explosion et une très forte augmentation de la luminosité. Observé de loin, le phénomène est très similaire à celui qui accompagne l'effondrement d'une étoile massive. Pour faire la distinction, on parle alors de supernova de type I, par opposition à celles de type II qui sont le fruit d'un effondrement classique.