Asymétrie chez les supernovae

Asymétrie chez les supernovae

Citation :: Les supernovae sont des explosions stellaires géantes, visibles dans tout l'univers. Les supernovae de type Ia, caractérisées par l'absence d'hydrogène et la présence de silicium, sont des explosions stellaires relativement homogènes, que les chercheurs utilisent comme points de repère pour observer l'accélération de l'univers. Cependant, les chercheurs ont toujours observé de grandes variations dans leur spectre lumineux, sans avoir réussi à en déterminer l'origine. C'est maintenant chose faite, grâce à une équipe de chercheurs internationale à laquelle ont participé des chercheurs de l'Institut Niels Bohr. Leur travail a montré que les supernovae explosent de manière asymétrique, provoquant une différence d'apparence liée à la direction depuis laquelle la supernova est observée. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nature.

Citation :: L'image ci-dessus représente un schéma de la structure d'une supernova Ia. Les cendres de la première phase de l'explosion, juste après l'explosion (en jaune sur l'image), sont décalées par rapport au centre du matériel éjecté. Selon où se place l'observateur, les propriétés spectrales seront totalement différentes. Les supernovae de type Ia ont joué un rôle crucial en cosmologie, car elles sont utilisées pour mesurer les distances à travers l'univers. Même si ce ne sont pas des points de repère parfaits (leur luminosité peut varier jusqu'à 50%), on peut tout de même les standardiser, sachant que les supernovae les plus brillantes déclinent plus lentement que les supernovae les moins brillantes.

Il existait jusqu'à présent un large consensus sur le fait que l'homogénéité relative des supernovae de type Ia est due au fait qu'elles ont la même origine, à savoir une naine blanche dans un système binaire, où deux étoiles tournent l'une autour de l'autre. Une naine blanche absorbe du matériel éjecté par son binôme-étoile, et explose en supernova lorsque sa masse atteint 1,4 masses solaires. Or, l'histoire est en réalité bien plus complexe. Des supernovae qui déclinent de la même manière peuvent avoir des comportements très différents en fonction de la rapidité avec laquelle le matériel en expansion ralentit (appelée le gradient de vélocité). Cet état de fait a engendré des doutes sur la pertinence de l'utilisation des supernovae comme points de repère.

"Nous avons, dans de nouvelles études, montré que le gradient de vélocité est étroitement associé au caractère asymétrique de ces supernovae", explique l'astrophysicien Jesper Sollerman, du Dark Cosmology Centre de l'Institut Niels Bohr, à l'Université de Copenhague. "Ce que nous avons pu observer, c'est que la nature variable des supernovae pouvait être expliquée par une explosion asymétrique, où l'explosion primaire se fait en un autre lieu que le centre. Les différentes apparences des supernovae dépendent donc simplement du point de vue de l'observateur", continue Giorgos Leloudas du Dark Cosmology Centre.

Même si des études précédentes ont déjà indiqué qu'une explosion asymétrique pouvait être à l'origine des observations fluctuantes des supernovae de type Ia, il s'agit de la première étude le montrant grâce à des observations faites sur les régions centrales des supernovae. Les chercheurs ont observé les stades avancés des supernovae, pendant lesquels il est possible de voir à l'intérieur et ainsi de confirmer leur explosion asymétrique. "En plus de nous donner de nouvelles informations sur les façons dont ces étoiles explosent et de nous permettre ainsi de résoudre le problème de leurs diverses apparences, les résultats sont également de bonnes nouvelles pour l'utilisation des supernovae comme points de référence. Si l'observation est faite sur suffisamment de supernovae, les incertitudes liées aux différences de luminosité vont disparaitre", soulignent les trois chercheurs de l'Institut Niels Bohr, Giorgos Leloudas, Jesper Sollerman et Max Stritzinger.

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