Pour la première fois, une supernova avec une « double explosion » a été observée. Comment cela a-t-il été possible ?
Une équipe d'astronomes a fait une découverte inattendue : elle a trouvé les restes d'une supernova qui, contrairement à ce que l'on observe habituellement, s'est produite en double explosion. Il s'agit de la première découverte de ce type.
Les restes de supernova présentent généralement une sorte de vague de poussière et de gaz en expansion, générée par une explosion unique et puissante qui a mis fin à la vie d'une étoile.
Lorsqu'une équipe d'astronomes, utilisant le puissant télescope VLT (Very Large Telescope) de l'Observatoire européen austral (ESO), a découvert deux de ces vagues, elle est restée perplexe. Comment une étoile pouvait-elle exploser deux fois alors que la première explosion devait être destructrice ?
Cependant, la découverte a été accompagnée d'une explication qui avait été prédite théoriquement il n'y a pas si longtemps.
Le phénomène des supernovas dans les naines blanches
Les étoiles semblables au Soleil deviennent des « naines blanches » lorsqu'elles n'ont plus de combustible dans leur cœur et dans les couches qui les entourent.
Ce sont des objets très compacts, si compacts que leur structure interne est constituée de matière dans un état dit « dégénéré ». Au départ, elles sont très chaudes et donc de couleur blanche ; avec le temps, elles se refroidissent, sans source d'énergie interne.
La transition d'une étoile à une naine blanche se fait par une phase explosive qui conduit à la formation d'une nébuleuse planétaire. Alors que les couches internes se compactent, générant la naine blanche, les couches externes sont expulsées, formant une nébuleuse. Il s'agirait de l'achèvement paisible et extrêmement lent de la naine blanche, qui aboutirait à son extinction complète en plusieurs milliards d'années.
Cependant, une naine blanche est souvent accompagnée d'une étoile compagnon, toutes deux liées l'une à l'autre par la gravitation. C'est ce qu'on appelle un système binaire, dans lequel deux étoiles sont nées en même temps mais, ayant des masses différentes, l'une (celle qui est devenue une naine blanche) a évolué plus rapidement que l'autre, peut-être dans la phase de géante rouge.
La naine blanche pourrait être suffisamment proche de son compagnon pour voler son gaz - grâce à la faible gravité de surface de la géante - et l'accréter sur sa propre surface.
Mais il existe une limite physique à la capacité d'une naine blanche à supporter le poids de ce gaz capturé par la géante. En théorie, nous savons que lorsque la masse d'une naine blanche dépasse 1,4 masse solaire (la limite dite de Chandrasekhar), sa structure « dégénérée » s'effondre et elle explose en supernova.
On pourrait dire que la géante rouge a pris la naine blanche « à contre-pied », changeant radicalement son avenir... non plus celui d'un refroidissement lent et paisible, mais celui d'une explosion destructrice (qui laissera derrière elle des restes de supernova, c'est-à-dire de la poussière et du gaz, ainsi qu'une étoile à neutrons).
Qu'est-il arrivé à la supernova SNR 0509-67.5 ?
La nouveauté observationnelle réside dans le fait qu'il est possible que la détonation qui conduit à l'explosion d'une supernova soit précédée d'une première détonation moins destructrice. Plus précisément, il se pourrait que, avant même d'atteindre la limite de 1,4 masse solaire, l'hélium volé accumulé à la surface explose, générant une première couche externe en expansion, mais aussi une onde de choc qui se propage à l'intérieur du noyau, y produisant une seconde explosion.
En observant le vestige de supernova SNR 0509-67.5 au VLT de l'ESO au Chili avec l'instrument MUSE, une équipe a découvert que le vestige de supernova a une structure qui s'explique bien par une double détonation.
Il s'agit du premier cas observé et de la première preuve observationnelle de ce mécanisme récemment prédit par la théorie.
La théorie suggère que l'existence d'une double explosion pourrait être le marqueur observationnel de la double détonation.
L'intérêt pour ce type de supernova provient de leur extrême importance en tant qu'indicateurs de distance : la luminosité maximale produite par ces supernovae est toujours la même et permet de mesurer la distance des galaxies dans lesquelles elles explosent. De plus, elles libèrent dans l'univers le fer qu'elles produisent, ce même fer qui, comme l'affirme le premier auteur de l'article présentant les résultats de la recherche, coule dans notre sang.
Référence de l'article :
Calcium in a supernova remnant as a fingerprint of a sub-Chandrasekhar-mass explosion. 02 de julho, 2025. Das, et al.