Cette supernova surpasse toutes les autres par sa luminosité, son énergie et sa masse

 

 

Emma Hollen

Journaliste scientifique

 

Publié le 14/04/2020

Une équipe de scientifiques vient d'annoncer la découverte et l'étude de SN2016aps : la supernova la plus brillante, la plus lumineuse, et, possiblement, la plus massive jamais identifiée.

 

Alors même que les récentes variations de Bételgeuse nous tenaient en haleine, animés par l'espoir d'observer la supergéante rouge se transformer en supernova, les scientifiques se penchaient sur un événement cosmique plus spectaculaire encore. Découverte par le télescope Pan-STARRS à Hawaï, en 2016, la supernova SN2016aps vient de faire l'objet d'une étude de quatre ans, durant laquelle elle a été observée sous toutes ses coutures par l'équipe du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Voici ce qu'ils ont découvert.

Une supernova pas comme les autres

« SN2016aps est remarquable par bien des aspects », commente Edo Berger, professeur à l'université de Harvard et coauteur de l'étude, parue dans la revue Nature Astronomy. « Non seulement est-elle la plus brillante des supernovas jamais observées, mais elle a de surcroît plusieurs propriétés et des caractéristiques qui en font un objet rare en comparaison à d'autres explosions d'étoiles dans l'univers. »
En effet, en étudiant la libération spectaculaire d'énergie de SN2016aps, l'équipe a pu révéler que cette dernière atteignait des proportions sans précédent : 10⁵² erg, contre 10⁵¹ erg pour une supernova typique. Par ailleurs, tandis que dans une situation classique seulement 1 % de l'énergie de l'explosion est convertie en lumière visible, dans le cas de SN2016aps, la radiation mesurée correspond à la moitié de l'énergie totale. Résultat : notre supernova est 500 fois plus lumineuse que ses consœurs.  

Images de la supernova SN2016aps, capturées au sol (a) et par le télescope Hubble (b, c). © Matt Nicholl et al., Center for Astrophysics Harvard & Smithsonia, Nature Astronomy 

Fille de géante

L'étonnante libération d'énergie de SN2016aps amène les chercheurs à penser que l'étoile qui l'aurait précédée aurait été incroyablement massive, « au moins 100 fois la masse de notre Soleil », complète Berger. Dans les derniers instants précédant sa mort, l'étoile - dite « progénitrice » - aurait perdu une immense couche de gaz. L'interaction entre cette dernière et les débris issus de la collision contribuerait directement à la luminosité atypique de SN2016aps. 

Autre surprise : les chercheurs ont détecté une quantité inhabituelle d'hydrogène dans l'architecture cosmique de la supernova. Cette caractéristique pourrait suggérer qu'au lieu d'un astre unique, SN2016aps serait issue de deux étoiles un peu moins massives qui auraient fusionné. En effet, l'hydrogène des étoiles massives se dissipe généralement bien avant qu'elles n'entrent dans la phase de pulsation qui signe leur ultime soubresaut. Les étoiles de moindres proportions, en revanche, conservent suffisamment de leur gaz pour justifier les taux observés chez SN2016aps.

Le saviez-vous ?

Le 20 décembre 2019, le LSST a été rebaptisé Observatoire Vera C. Rubin, en hommage à l'astronome américaine à l'origine des recherches sur la rotation des galaxies. Ses travaux, réalisés en collaboration avec Ken Freeman, jouent un rôle fondamental dans la quête de la mystérieuse matière noire. L'observatoire, situé au Chili, sera mis en service en 2020, avant d'entamer une mission d'étude sur 10 ans en 2022.

« L'identification de SN2016aps a ouvert de nouvelles voies dans l'identification d'événements similaires chez les premières générations d'étoiles », s'enthousiasme Berger. « Avec l'avènement du LSST, nous pourrons trouver de telles explosions au cœur des premiers milliards d'années de l'univers. »

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/supernova-cette-supernova-surpasse-toutes-autres-luminosite-son-energie-masse-80553/?fbclid=IwAR1JR5rRMH_zLd_Cj2DrMGVzMScmUKffcLN3yvBKYUHbLWbY75Y-Hgz_6o4#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Quels effets se produiront sur Terre et dans notre système solaire lorsque l'étoile voisine Bételgeuse deviendra une supernova?

Donald Craig
Indianapolis

Publication: lundi 24 juin 2019

SUJETS CONNEXES: SUPERNOVAS

Betelgeuse, présentée ici dans une image du télescope spatial Hubble, est une supergéante rouge à environ 500 années-lumière de la constellation d'Orion le Chasseur. Bien que les astronomes prédisent que cette étoile massive mettra bientôt fin à sa vie en tant que supernova - au moins en termes cosmiques - les effets d'une telle explosion ne poseront pas de problème pour la vie sur Terre.

Andrea Dupree (Harvard-Smithsonian CfA), Ronald Gilliland (STScI), NASA et ESA

Bételgeuse est à environ 500 années-lumière, pas assez près pour causer de graves dommages. Nous pourrions voir un peu de dommages à la couche d'ozone, ou une petite augmentation du rayonnement sur le sol sur Terre, mais ceux-ci seraient trop petits pour être importants.

Sur la base des derniers travaux avec mes collaborateurs, une étoile massive devrait se trouver dans environ 150 années-lumière pour causer des dommages mesurables. Nous pensons que cela s'est peut-être produit il y a environ 2,6 millions d'années, et a peut-être contribué à un événement d'extinction à la fin de l'ère du Pliocène qui a détruit la mégafaune marine. (Voir le numéro du 27 novembre 2018 de la revue Astrobiology et «Une supernova pourrait-elle expliquer une ancienne extinction de masse?» À la page 11 du numéro d' Astronomie d' avril 2019.) Une supernova dans environ 25 années-lumière provoquerait probablement une masse majeure l'extinction, qui s'est probablement produite une ou plusieurs fois au cours des 500 derniers millions d'années.

La plus grande menace actuelle est probablement un événement de protons solaires, qui se produit lorsque le Soleil libère un grand nombre de protons énergétiques qui peuvent perturber les communications et affecter les réseaux électriques. Ces événements pourraient être dévastateurs pour notre civilisation technologique.

Adrian L. Melott

Professeur émérite, Département de physique et d'astronomie, 

Université du Kansas, Lawrence, Kansas

http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2019/06/what-effects-will-occur-on-earth-and-in-our-solar-system-when-the-nearby-star-betelgeuse-becomes-a-supernova?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1MwrDyzVGi9ebw168jJH3qpiE-LjOigdi4VGhhNichSV3NSb8ju5iTMSg

Pourquoi y a-t-il du fer dans le soleil?

Publication: lundi 24 mars 2014

SUJETS CONNEXES: SOLEIL | SUPERNOVAE | SCIENCE SOLAIRE

Les étoiles explosives appelées supernovae produisent la plupart des éléments lourds de l'univers, y compris le fer. La N49, imagée ici, est le résultat d'une supernova dont la lumière a atteint la Terre il y a environ 5 000 ans. Le reste se trouve dans la galaxie voisine de la Voie lactée, le Grand Nuage de Magellan.

Radiographie: NASA / CXC / Penn State / S. Park, et al .; Optique: NASA / STScI / UIUC / YH Chu & R. Williams, et al.

Q: D'où vient le fer du soleil?
 

Bob Schofield

Portland, Oregon

R: Les observateurs expriment généralement la composition du Soleil par le pourcentage du nombre total d'atomes. Ignorant le noyau solaire, où l'hydrogène fusionne avec l'hélium, les couches extérieures du Soleil sont composées de plus de 91% d'hydrogène et de plus de 8% d'hélium (tous les premiers et la plupart des derniers fabriqués dans les premières minutes après le Big Bang). Le reste des éléments chimiques ne représente que 0,15% environ du nombre d'atomes du Soleil.

Il n'y a qu'un seul atome de fer pour 31 600 hydrogène. Le Soleil n'est pas assez chaud, même en son centre, pour faire du fer par la fusion d'éléments plus légers. Au lieu de cela, les étoiles qui explosent, appelées supernovae, font tout le fer parsemé dans l'univers.

Ces explosions se répartissent en deux catégories: dans l'une, le noyau d'une étoile massive s'effondre soudainement, tandis que dans l'autre, le noyau résiduel d'une étoile semblable au soleil - une naine blanche - devient surchargé au-delà de sa capacité de charge après avoir tiré la masse d'un compagnon. Les températures dans les explosions qui en résultent sont si élevées que tous les éléments plus lourds que l'hydrogène, y compris le fer, sont créés par la fusion et d'autres processus nucléaires, puis éjectés dans l'espace interstellaire. (Alors que les étoiles huit fois plus massives que le Soleil créent du fer sur leurs noyaux au cours de leur vie, ce matériau fondu s'effondre et évolue en une étoile à neutrons ou un trou noir.)

Le Soleil a 4,6 milliards d'années, mais notre galaxie a 8 milliards d'années de plus. Les nuages ​​interstellaires à partir desquels le Soleil s'est formé ont eu tout le temps d'incorporer le fer et d'autres éléments lourds des supernovae dans le Soleil infantile et son système planétaire. La composition chimique solaire, y compris sa teneur en fer, est une information vitale que nous utilisons pour tester les théories sur l'évolution des étoiles et de notre galaxie.

Université Jim Kaler de l'Illinois,
Urbana-Champaign

http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2014/03/suns-iron?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR33w1wCkl3XMuabNs0cGjORDNLz8hBrwMQM8eqOkqKSfmCbjn8pLUcZh-8

Pourquoi tous les quasars sont-ils loin?

Publication: lundi 24 mars 2014

SUJETS CONNEXES: QUASARS

Les quasars, comme celui illustré ici, sont le type de noyau galactique le plus lumineux. Des trous noirs supermassifs grignotant des matériaux proches alimentent les quasars et leurs frères.

ESO / M. Kornmesser

Q: Si les quasars sont des noyaux galactiques actifs, je m'attendrais à ce qu'ils se répartissent de manière aléatoire dans tout l'univers. Pourquoi observe-t-on plutôt des quasars à de grandes distances?

Marek Blas

Sydney, Australie

UNE: La réponse est simple: parce que les quasars lumineux sont encore visibles à grande distance, contrairement aux noyaux galactiques actifs (AGN) plus faibles.

Les quasars sont le sous-ensemble le plus élevé de luminosité (plus de 100 milliards de fois celui du Soleil) et le plus massif (plus de 100 millions de masses solaires) d'AGN. Leurs cousins ​​plus faibles sont généralement appelés galaxies Seyfert (avec des luminosités comprises entre 1 milliard et 100 milliards de fois celle du Soleil et des masses comprises entre 1 million et 100 millions de masses solaires).

Un certain nombre de facteurs concourent à donner l'impression que les quasars se trouvent principalement à de plus grandes distances. Tout d'abord, parce qu'elles sont plus lumineuses, nous pouvons les détecter de plus loin, tandis que les galaxies Seyfert sont plus faibles et donc plus difficiles à voir. Deuxièmement, comme les personnes les plus grandes par rapport à celles de taille moyenne, les quasars sont rares par rapport à leurs homologues de faible luminosité. Troisièmement, le volume d'espace près de la Terre est beaucoup plus petit que celui à de grandes distances, de sorte qu'une seule population uniformément répartie semblerait toujours se situer principalement loin de nous.

La combinaison de ces facteurs nous amène à voir quelques quasars et beaucoup plus de Seyferts à proximité et un renversement progressif à mesure que nous regardons plus loin et ne pouvons plus voir les sources plus faibles. Cependant, la réalité est un peu plus complexe que cette simple image.

Les quasars et autres AGN sont distribués de manière aléatoire dans toutes les directions du ciel mais pas en termes de distance. Nous mesurons généralement les distances dans le décalage vers le rouge, ce qui nous indique à quel point l'expansion cosmique a étiré la lumière d'un objet spécifique; plus elle est étendue, plus la galaxie est éloignée. Les AGN les plus éloignés connus sont autour du redshift 7, ce qui signifie que la lumière se déplace pour nous atteindre depuis 13 milliards d'années. (L'âge actuel de l'univers est d'environ 13,8 milliards d'années.) Nous pensons que les premiers AGN se sont formés autour de décalages vers le rouge de 7 à 10. À ces distances, seuls les plus brillants - les quasars - sont visibles pour nous. Le nombre d'AGN par unité de volume augmente dans les régions de l'univers plus proches de nous, les décalages vers le rouge de 3 à 5. Cette densité culmine à un décalage vers le rouge d'environ 2 (lorsque l'univers était d'environ 3. 3 milliards d'années) et diminue plus tard (plus près de nous). Cela signifie que les AGN ne sont pas distribués au hasard dans tout l'univers.

Nous pensons que les trous noirs supermassifs qui alimentent les AGN mettent un certain temps à se développer avant de «s'allumer» en tant que galaxies actives. Ils atteignent finalement un pic de production d'énergie, puis ils commencent à manquer de carburant car ces trous noirs ont avalé tout le gaz dans leurs galaxies hôtes ou ce matériau s'est transformé en étoiles. Ainsi, les AGN deviennent plus faibles plus tard et finissent par cesser d'être des noyaux galactiques «actifs».

Une autre tournure: les preuves suggèrent que les AGN les plus grands et les plus lumineux (les quasars) croissent le plus rapidement et manquent de carburant plus tôt que les galaxies Seyfert. (Ce phénomène est analogue à l'évolution des étoiles, où les plus massives brûlent rapidement leur carburant [en millions d'années] et explosent en supernovae, tandis que les plus petites comme notre Soleil sont encore d'âge moyen après des milliards d'années.) Nous appelons cette idée de la «réduction cosmique» des AGN: ceux qui sont actifs plus tard sont ceux de faible luminosité et de faible masse. Peut-être que la déclaration initiale selon laquelle les quasars sont pour la plupart à grande distance n'était pas si éloignée de la «vérité» actuelle.

Belinda Wilkes
Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge, Massachusetts

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2014/03/quasars?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2vtI8L5kZcgkdcvFWCLaerEguAt6YrYGflumNkZ6p1oCqMQe5lkij5pgc

Quel est l'élément le plus lourd que les astronomes peuvent détecter?

John Wendler, Stow, Massachusetts

Publication: vendredi 21 décembre 2012

La mort violente d'étoiles massives produit de l'uranium, l'élément le plus lourd que l'on trouve naturellement sur Terre et dans l'espace. // Crédit: Astronomie: Roen Kelly

L'élément le plus lourd que les astronomes ont trouvé dans l'espace est le même que l'élément le plus lourd présent naturellement sur Terre: l'uranium. Nous avons trouvé des preuves d'uranium sur la Lune, sur Mars et dans certaines météorites tombées sur Terre. Nous avons également détecté de l'uranium dans trois étoiles presque aussi anciennes que l'univers lui-même. L'uranium est probablement également présent dans la plupart des autres étoiles, mais il est extrêmement difficile à détecter.

Les isotopes de l'uranium sont radioactifs. Ils finiront par se désintégrer en libérant simultanément deux protons et deux neutrons. Après que ce processus se répète plusieurs fois et que plusieurs neutrons du noyau se transforment en protons, l'ancien atome d'uranium se transformera en un atome de plomb, qui est assez stable. Cette décroissance se produit à un rythme prévisible. Donc, si nous savons combien d'uranium est présent dans une étoile en particulier, combien il y en avait lorsqu'une ancienne supernova (probablement) l'a produit, et quel est ce taux de décroissance, nous pouvons calculer l'âge de cet uranium. C'est une méthode que les astronomes utilisent pour mesurer l'âge des étoiles.

Certains types de supernovae, la mort violente d'étoiles massives, produisent de l'uranium. Cet uranium est alors probablement emporté dans la prochaine génération d'étoiles; nous voyons encore une partie de la deuxième génération aujourd'hui. Le fait que nous trouvions de l'uranium et d'autres éléments lourds dans ces étoiles anciennes révèle un résultat inattendu: D'une manière ou d'une autre, les premières générations de supernovae ont réussi à produire des éléments partout dans le tableau périodique. Le processus de création des éléments lourds n'était pas du tout progressif.

I an Roederer
Carnegie Observatories, Pasadena, Californie

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2012/12/heaviest-element?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2ufS31hv7tA0wwGru6Q7UgwqoLIOThQB42Oo826tITco96RAE6l9hP7bM