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Posté par Redbran le Mercredi 27/09/2017 à 12:00
Les supernovas et la naissance des étoiles
Un lien est établi entre la mort des supernovas et la naissance des étoiles.


ALMA la nuit © ESO

On pensait jusqu'à présent que les molécules et la poussière disparaissaient complètement dans les explosions gigantesques des supernovas. Pour la première fois, des scientifiques découvrent qu'en réalité ce n'est pas le cas.

Des scientifiques, notamment ceux qui ont pris part aux projets SNDUST et COSMICDUST financés par le Conseil européen de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) (ERC), ont identifié deux molécules jusqu'ici non détectées; le formylium (HCO) et le monoxyde de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) (SO), présents dans le rémanent de SN 1987A. Cette supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève mais fantastiquement grande de sa...), dont l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue...) s'est produite en février 1987, se situe à 163 000 années-lumière dans le Grand Nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la...) de Magellan, une galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) proche de notre Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le Système solaire (dont la Terre,...).

La fabrique de poussière du rémanent d'une très jeune supernova

L'auteur principal de l'étude publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, le Dr Mikako Matsuura, de l'École de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...) et d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Cardiff, a déclaré: "C'est la première fois que nous trouvons ce type de molécules dans une supernova, ce qui remet en question les hypothèses que nous avions émises il y a longtemps selon lesquelles ces explosions détruisent toutes les molécules et poussières présentes dans une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.)." Avec ces nouvelles molécules, les chercheurs ont également trouvé des composés tels que du monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C=O ou –C≡O+, la molécule est composée d'un atome de...) (CO) et de l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde...) de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) (SiO) qui avaient déjà été détectés.

La découverte inattendue de ces molécules permet d'envisager que la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par...) des étoiles par explosion génère des nuages constitués de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le...) résiduels qui refroidissent pour passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) sous les 200°C. Les différents éléments lourds synthétisés commencent alors à abriter des molécules, créant ce que l'on a appelé une "usine à poussière". Comme le Dr Matsuura continue d'expliquer, "le plus surprenant est que l'on retrouve habituellement cette usine de molécules enrichies dans les environnements où naissent les étoiles. La mort d'étoiles massives peut par conséquent conduire à la naissance d'une nouvelle génération."

De nouvelles étoiles étant créées à partir des éléments les plus lourds disséminés au cours des explosions, ces travaux laissent entrevoir la possibilité de mieux comprendre la composition de ces étoiles naissantes en analysant leur source.

Un spectaculaire adieu céleste

On comprend relativement bien la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...),...) des supernovas. Lorsque les étoiles massives arrivent à la fin de leur évolution stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90...), elles n'ont plus de carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) et ne disposent pas d'une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) suffisante pour lutter contre la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au...) de leur propre gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). En conséquence, les zones extérieures de l'étoile s'effondrent sur le cœur avec une force phénoménale, déclenchant ainsi une explosion spectaculaire qui laisse derrière elle ce qui ressemble à une nouvelle étoile, et disparaît ensuite.

Depuis la découverte de la Supernova 1987A il y a plus de 30 ans, les astronomes ont dû surmonter de nombreux obstacles pour pouvoir l'étudier, et en particulier pour en savoir plus sur son cœur. Pour effectuer ses recherches et explorer le cœur en détail, l'équipe a utilisé le grand interféromètre millimétrique de l'Atacama (ALMA). Grâce à ses 66 antennes, l'installation peut observer les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de...) millimétriques (situées dans le spectre électromagnétique (Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement électromagnétique selon ses différentes composantes en terme de fréquence, d'énergie des photons ou encore de longueur d'onde associée, les trois grandeurs ν (fréquence), E...) entre l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) et les ondes radioélectriques), et pénétrer ainsi les nuages de gaz et de poussière de la supernova. C'est grâce à cette capacité qu'il a permis de découvrir les molécules nouvellement formées.

Pour aller plus loin dans ses recherches, l'équipe prévoit de continuer d'utiliser ALMA pour évaluer la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot...) des molécules HCO+ et SO et rechercher d'éventuelles molécules jusqu'ici indétectées.

Pour plus d'informations, voir:
- site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant...) du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...)
- ALMA spectral survey of Supernova 1987A – molecular inventory, chemistry, dynamics and explosive nucleosynthesis

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Source: CORDIS-Europa