Vue d'artiste du LSST lorsqu'il sera construit. Ce télescope est destiné notamment à l'étude de l'énergie noire en détectant des SN Ia. Pour cela, il scannera rapidement le ciel profond, détectant les objets changeants : des supernovae aux astéroïdes orbitant près de la Terre. © LSST Corporation

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Découverte : SN Iax, une nouvelle classe de minisupernovae

ActualitéClassé sous :Astronomie , Supernova , nova

Les astrophysiciens pensent désormais qu'il existe une importante nouvelle classe d'explosion d'étoile. En quelque sorte intermédiaires entre les supernovae SN Ia et les novae, ces minisupernovae ont été baptisées SN Iax. Il s'agirait d'explosions de naines blanches ne détruisant parfois pas totalement l'étoile génitrice.

Il existe deux grandes classes de supernovae que l'on peut diviser en sous-classes. Parmi les supernovae SN I, on peut ainsi avoir des SN Ia, des SN Ib et même des SN Ic. Les supernovae SN Ia se produisent dans un système binaire. Pendant longtemps, on a considéré que ce système était constitué d'une naine blanche accrétant de la matière arrachée par des forces de marée à une étoile compagne n'ayant pas encore épuisé son carburant nucléaire. Mais ces dernières années, il est apparu qu'un nombre non négligeable de SN Ia devaient probablement résulter de collisions de naines blanches.

Des naines blanches qui accrètent

Les novae sont des explosions moins puissantes que celles des SN Ia. Pourtant, il s'agit là aussi de naines blanches accrétant de la matière. Mais à la différence des SN Ia, l'explosion thermonucléaire qui se produit n'affecte que la surface de la naine blanche. Le phénomène peut recommencer. Il suffit que l'étoile accrète à nouveau suffisamment de gaz, qui est alors écrasé, comprimé et chauffé à la surface de la naine blanche par son énorme gravité pour atteindre des températures de l'ordre de la dizaine de millions de kelvins. À un certain moment, les pressions et températures deviennent assez grandes pour déclencher une explosion thermonucléaire, qui convertit rapidement une grande quantité d'hydrogène en hélium et engendre d'autres éléments plus lourds.

Une vue d'artiste d'une naine blanche accrétant de la matière en provenance d'une étoile B. Une supernova SN Ia peut en résulter. © Christine Pulliam (CfA)

Si l'on reprend ce scénario avec des SN Ia, ce n'est que lorsque la matière ajoutée fait atteindre à la naine blanche la fameuse masse limite de Chandrasekhar que l'étoile s'effondre. Des réactions thermonucléaires faisant intervenir des noyaux de carbone et d'oxygène (et plus seulement d'hydrogène et d'hélium) soufflent alors l'étoile entière en une seule explosion.

Or, en 2002, les astrophysiciens ont découvert le premier exemplaire d'une explosion d'étoile qui bien que ressemblant par certains côtés à une SN Ia ne cadrait pas complètement avec les modèles. En particulier, l'explosion de SN 2002cx était bien moins lumineuse. Comme l'explique une équipe de chercheurs dans une publication récente disponible sur arxiv, 25 autres exemples de ce type de supernovae ont été découverts ces dernières années. Ils proposent donc la création d'une nouvelle sous-classe de supernovae qu'ils ont appelée SN Iax.

Des minisupernovae à l'hélium

Les SN Iax sont environ 100 fois moins lumineuses que les SN Ia, mais leur nombre dans les galaxies pourrait bien être d'environ un tiers de celui de ces supernovae. On ne les observe que dans des galaxies spirales ou irrégulières, mais jamais dans des galaxies elliptiques. Ce qui serait cohérent avec l'idée qu'elles font intervenir des étoiles relativement jeunes.

Les chercheurs ne sont cependant pas certains de l'explication qu'ils avancent pour rendre compte de l'existence des SN Iax. Ils pensent que la clé de l'énigme est la même que dans le cas d'une autre classe de supernovae proposée, à savoir l'accrétion d'hélium essentiellement et non plus d'hydrogène. Dans le scénario bâti pour rendre compte de ces minisupernovae, la naine blanche accréterait de la matière en provenance d'une étoile dont les couches supérieures, quelles qu'en soient les raisons, sont riches en hélium. C'est le cas par exemple des étoiles de types O et B. Il en résulterait en outre que si l'explosion peut souffler la naine blanche, ce ne serait pas toujours le cas.

En tout état de cause, la mise en service dans quelques années du LSST (Large Synoptic Survey Telescope) devrait nous permettre d'en apprendre plus sur ces minisupernovae que sont les SN Iax.

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