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La poussière primitive d'une supernova enfin observable

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Deux télescopes en orbite terrestre viennent de découvrir le nuage de particules éjectées lors d'une explosion stellaire. Une poussière illuminée fortuitement par la présence d'un amas d'étoiles.

La composition des images prises par Chandra (en rayons X) et Spitzer (en infrarouge) permet de révéler l'étendue de la bulle poussiéreuse primitive de la supernova G54.1+03 illuminée par un amas stellaire. Crédit : X-ray: Nasa / CXC / SAO / T. Temim et al.; IR: Nasa / JPL-Caltech

A 20.000 années-lumière de nous, dans la constellation du Sagittaire, l'objet G54.1+03 est un pulsar comme on en observe de nombreux dans notre galaxie. Il s'agit d'une étoile à neutrons, un petit astre très dense composé de neutrons et tournant sur lui-même à grande vitesse (typiquement plusieurs fois par seconde). Ce pulsar est tout ce qui reste de l'effondrement gravitationnel d'une étoile massive, un phénomène qui a été accompagné d'une gigantesque explosion des couches externes de l'étoile connue sous le nom de supernova. La plus célèbre de ces supernovae fut observée à l'œil nu il y a environ mille ans dans la constellation du Taureau. Aujourd'hui on trouve à son emplacement la célèbre nébuleuse du Crabe.

Depuis toujours les astronomes cherchent à observer l'expansion du nuage de particules formé par les débris de l'enveloppe stellaire éjectée. Mais ce nuage est trop froid pour être détecté. Il ne devient observable qu'au passage de l'onde de choc produite par la supernova, ce qui en modifie les propriétés (en détruisant les plus petites particules). Dans le cas de G54.1+03, la présence fortuite d'un amas d'étoiles permet d'illuminer la poussière primitive de la supernova avant qu'elle ne soit modifiée par l'onde de choc.

Le cœur de la supernova G54.1+03 vu aux rayons X par le télescope Chandra. Crédit : Nasa / CXC / SAO / T. Temim et al.

Les télescopes font parler la poussière

Le télescope Chandra a fourni une première image en rayons X (ci-dessus). Cet instrument est régulièrement mis à contribution par les astronomes, que ce soit pour étudier un trou noir qui transforme le cœur d'une galaxie ou quand deux quasars entrent en collision. L'image de Chandra révéle les particules à haute énergie qui s'étendent autour de l'étoile à neutrons G54.1+03, le point le plus lumineux au centre d'une bulle chaude (plusieurs millions de kelvins) composée de matière et de gaz.

La seconde image (en bas, combinée avec celle de Chandra) a été obtenue avec le télescope Spitzer, qui a entamé depuis un an une seconde vie en scrutant l'Univers en infrarouge. Le cliché réalisé par Spitzer a révélé la poussière primitive de la supernova réchauffée et illuminée. Cette poussière n'a pas une température uniforme : plus chaude a proximité des étoiles (en jaune sur la photo), elle s'étend bien au-delà de l'amas stellaire, comme le montrent ses extensions en rouge.

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