Image obtenue avec le télescope Schmidt de l'ESO de la nébuleuse de la Tarentule dans le grand nuage de Magellan. Supernova 1987A est clairement visible en tant qu'étoile très brillante, au centre à droite. Au moment de cette image, la supernova était visible à l'œil nu. © Eso

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La supernova SN1987A a laissé derrière elle plus de poussière que prévu

ActualitéClassé sous :Supernova , SN 1987A , Télescope SOFIA

Le souffle d'une supernova devait vaporiser et détruire une grande partie de la poussière interstellaire sur son passage, poussière destinée un jour à se retrouver dans des exoplanètes. Mais les observations faites avec le télescope Sofia et concernant les restes de la supernova SN 1987A racontent une autre histoire.

Lorsque le rayonnement fossile a été émis, environ 380.000 ans après le Big Bang, l'univers observable ne contenait pas d'éléments plus lourds que le lithium. Pour obtenir du carbone, de l'oxygène et de l'azote, il a fallu attendre la formation des premières étoiles et l'enclenchement de la nucléosynthèse stellaire au cœur de ces soleils. Les noyaux nouvellement formés vont alors finir par être éjectés dans l'espace interstellaire par des étoiles en fin de vie -- que ce soit des géantes rouges qui laisseront finalement leurs places à des naines blanches -- ou par des explosions stellaires, les fameuses supernovae.

Les atomes de carbone, de silicium, de fer, de magnésium et de sodium ainsi que de calcium et d'aluminium vont se combiner pour donner des poussières carbonées et silicatées ; celles-ci vont parfois s'entourer de glace. Ces poussières fournissent les matériaux de bases que l'on retrouve aujourd'hui dans les comètes et les météorites les plus primitives, comme les chondrites carbonées. À partir de ces matériaux, vont croître par accrétion des planètes dans les disques protoplanétaires résultant de l'effondrement des nuages moléculaires et poussiéreux où naissent les autres générations d'étoiles.

Que deviennent les poussières ? 

Appréhender la cosmogonie du Système solaire et des exoplanètes dans la Voie lactée, c'est tenter de mieux comprendre la place de la vie dans l'univers observable ; cela implique d'en étudier la genèse et le devenir des poussières dans le milieu interstellaire. Or, les modèles utilisés jusqu'à présent laissaient entendre qu'une bonne partie de cette poussière était détruite, à hautes températures, par les ondes de choc produites par le souffle dévastateur des supernovae (lequel accélère d'ailleurs une partie des rayons cosmiques comme Enrico Fermi l'avait bien compris).

Une vue d'artiste illustrant l'effet sur le reste de la Supernova 1987A de la puissante et chaude onde de choc laissée par l'explosion lorsqu'elle traverse son anneau extérieur et détruit la majeure partie de sa poussière, avant qu'elle ne se reforme ou ne grossisse rapidement à partir des grains laissés par le passage de l'onde. © Nasa/Sofia, Symbolic Pictures, The Casadonte Group

Mais voilà que, dans un article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (en accès libre sur arXiv), une équipe internationale d'astrophysicien fait savoir que les données collectées dans l'infrarouge suggéraient une tout autre conclusion. Ces informations ont été collectées par l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge, communément appelé avec Sofia (acronyme pour Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).

Un télescope dans la stratosphère pour voir l'infrarouge

Sofia est un télescope aéroporté, développé par la Nasa et l'agence spatiale allemande. Il est emporté dans la stratosphère pour pouvoir bénéficier d'une fenêtre d'observation dans une certaine bande de longueurs d'onde de l'infrarouge en s'affranchissant en partie de l'atmosphère. Cette dernière parasite les observations du fait de la présence des molécules d'eau et de gaz carbonique qui absorbent l'infrarouge.

Le télescope Sofia a été utilisé pour étudier l'environnement de la supernova SN 1987A. Célèbre pour avoir été la première et unique explosion de supernova observée à l'œil nu durant le XXe siècle ! Elle s'est produite en 1987 dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine proche de la Voie lactée, visible depuis l'hémisphère Sud. Plusieurs télescopes, dont Hubble, ont depuis suivi la propagation du souffle de l'explosion dans le milieu interstellaire. Les ondes de choc sont alors entrées en collision avec des paquets de matière en forme d'anneaux éjectés par des instabilités de l'étoile, génitrices de SN 1987A avant son explosion.

Les mesures faites avec Sofia ont révélé la présence, dans ses anneaux, de 10 fois plus de poussières que ce qui était attendu. Les chercheurs en concluent que la matière évaporée par le souffle chaud des ondes de chocs s'était condensée à nouveau, soit en de nouvelles poussières, soit autour des poussières qui avaient subsisté.

  • Les poussières carbonées et silicatées qui servent de matériaux de base à la formation des planètes sont produites et éjectées dans le milieu interstellaire par des étoiles en fin de vie.
  • Les modèles laissaient entendre qu'une part importante de cette poussière était détruite par la propagation du souffle chaud des explosions de supernovae qui la vaporisaient.
  • Mais les observations concernant les restes de la supernova SN 1987A montrent qu'au moins dans son cas, la poussière réapparait, d'une façon ou d'une autre, après le passage de ce souffle.
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