Le télescope spatial James-Webb a mesuré la poussière de 11 supernovas proches, entre environ un et sept ans après l’explosion de leurs étoiles.
Ces explosions marquent la fin de certaines étoiles massives. Après l’événement, la matière expulsée se refroidit et peut former de minuscules grains solides. Cette poussière cosmique participe ensuite à la matière disponible pour former de nouvelles étoiles, des planètes et d’autres objets. Mais sa quantité produite juste après une supernova reste mal connue.
Deux supernovas poussiéreuses observées par l’instrument MIRI du télescope James-Webb.
Source : ESA/Webb
Les astronomes ont utilisé MIRI, l’instrument du James-Webb sensible à l’infrarouge moyen. Ces longueurs d’onde permettent de repérer la chaleur émise par des poussières difficiles à observer en lumière visible. L’équipe a étudié 11 supernovas de type IIP, une famille d’explosions provenant d’étoiles massives dont l’éclat reste relativement stable pendant plusieurs semaines après le maximum.
Les observations retracent une évolution avec l’âge. Vers 400 jours après l’explosion, les chercheurs détectent une émission chaude correspondant à environ 1 227 °C. Entre environ 600 et 2 500 jours, d’autres signatures deviennent marquées. Les poussières plus froides mesurées se situent alors entre environ -153 °C et -23 °C.
Les quantités déduites vont d’environ 0,0001 à 0,01 fois la masse du Soleil. Même la valeur haute reste modeste face à une question évidente : comment les jeunes galaxies observées très loin dans l’Univers ont-elles pu accumuler autant de poussière aussi rapidement ? Les supernovas ont longtemps été envisagées comme une source possible.
Or, dans cet échantillon, les quantités présentes entre un et sept ans après l’explosion ne suffisent pas à expliquer directement la poussière des galaxies typiques observées très tôt dans l’histoire cosmique. Cela ne signifie pas que les supernovas jouent un rôle négligeable. Elles pourraient fournir de petits grains qui grossissent ensuite en récupérant de la matière dans l’espace interstellaire.
L’étude n’a pas trouvé de relation statistiquement nette entre la masse de poussière et plusieurs propriétés de l’explosion, dont sa luminosité maximale ou son énergie. En revanche, certaines supernovas montrant tôt des signes de matière dense autour de l’étoile figurent parmi les objets les plus riches en poussière de l’échantillon.
L’équipe compte donc sur des observations couvrant davantage d’années pour suivre la croissance de ces grains sur une durée plus longue. L’échantillon actuel s’arrête à environ sept ans après l’explosion. La quantité de poussière pourrait encore évoluer bien après cette période, ce que de futures mesures infrarouges permettront de tester.