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Identification probable de la plus ancienne supernova jamais observée

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Des observations récentes effectuées depuis l'orbite terrestre au moyen de l'observatoire XMM-Newton de l'Agence Spatiale Européenne et de l'observatoire en rayons X Chandra de la NASA ont vraisemblablement permis d'identifier la supernova la plus ancienne jamais décrite par les astronomes chinois et romains, il y a près de 2000 ans.

Images combinées de la super Nova "RCW 86" prises par les satellites Chandra et XMM-Newton et diffusées le 18 septembre 2006 par l'ESA

La nouvelle étude démontre que les restes de supernova connus sous l'appellation RCW 86 observés par XMM-Newton et Chandra, sont beaucoup plus jeunes qu'on le pensait précédemment, et que la date de leur formation semble coïncider avec une supernova décrite en 185 de notre ère.

"Il avait déjà été suggéré récemment que RCW 86 représentait les restes de la supernova de l'an 185", déclare Jacco Vink, de l'université néerlandaise d'Utrecht (Pays-Bas). "Ces nouvelles données renforcent considérablement cette hypothèse."

Lorsqu'une étoile massive épuise son carburant, elle se transforme en supernova, dont la luminosité peut dépasser celle d'une galaxie entière. Cette gigantesque explosion éjecte les couches externes de l'étoile dans l'espace à très grande vitesse, ce qui provoque des ondes de choc très violentes. La matière correspondant aux couches internes s'effondre sur elle-même et la température augmente considérablement, atteignant plusieurs millions de degrés, pouvant émettre un intense rayonnement X durant des milliers d'années.

Les recherches menées par Vink et ses collègues ont consisté à étudier les débris de RCW86 pour déterminer l'âge de l'explosion. Au départ d'observations d'une précision inégalée fournies par les satellites XMM-Newton et Chandra, ils ont pu déterminer la puissance de l'explosion initiale, la vitesse de déplacement de l'onde de choc et le volume qu'elle occupe actuellement dans l'espace. En se basant ensuite sur les modèles existants de l'expansion des supernovae, ils ont pu remonter virtuellement à l'évènement initial et ainsi le situer sur l'échelle du temps.

"Nos nouveaux calculs nous indiquent que les restes de RCW86 ont environ 2000 ans," déclare Aya Bamba, chercheur à l'institut japonais de recherche en physique et chimie (RIKEN), "alors que précédemment les astronomes en avaient estimé l'âge à 10 000 années."

Le "rajeunissement" de RCW 86 peut expliquer un événement astronomique rapporté il y a près de deux millénaires. En 185 de notre ère, les astronomes chinois (ainsi que les Romains) avaient enregistré l'apparition d'une puissante source lumineuse dans le firmament. Les Chinois ont noté dans leurs chroniques qu'elle avait brillé plus que toute autre étoile et ne semblait pas se déplacer dans le ciel, contrairement aux comètes. En outre, les témoins avaient rapporté qu'elle est restée visible environ huit mois avant de s'estomper, ce qui est conforme aux observations modernes des supernovae.

RCW 86 avait été précédemment suggérée comme étant le reste de l'événement enregistré en 185, en se basant sur sa localisation dans le ciel. Cependant, les incertitudes au sujet de son l'âge supposé avaient introduit un doute significatif au sujet de l'association.

"Avant d'effectuer cette recherche j'ai eu moi-même des doutes au sujet du lien entre les deux objets, mais notre étude indique que l'âge des ondes de choc actuelles de RCW 86 correspond bien à celui de l'explosion de la supernova connue comme la plus ancienne dans l'histoire écrite", ajoute Vink. "Les astronomes sont habitués à mettre en relation des résultats d'il y a de 5 ou 10 ans, mais il est remarquable que nous ayons pu corréler des évènements séparés de 2000 années."

C'est en déterminant la vitesse d'expansion des gaz autour de RCW 86 que la découverte a été réalisée. En examinant la distribution d'énergie des rayons X, par spectroscopie, l'équipe a démontré que la majeure partie de l'émission X a été provoquée par des électrons à haute énergie se déplaçant à travers un champ magnétique. C'est un processus bien connu qui provoque normalement une émission radio d'énergie réduite. Cependant, seules des vitesses très élevées à travers ce champ magnétique peuvent accélérer les électrons à des énergies suffisamment élevées pour produire le rayonnement X associé à RCW 86.

"Les énergies atteintes au départ de RCW 86 sont extrêmement élevées," déclare Andrei Bykov, un autre membre de l'équipe attaché à l'institut Ioffe de St. Peterburg (Russie). "En fait, les énergies des particules sont plus élevées que tout ce qui peut être réalisé au moyen des accélérateurs de particules les plus modernes sur Terre."

Les erreurs d'évaluation de l'âge de RCW 86 résultaient de mesures effectuées en divers endroits de l'onde de choc entourant l'objet. Les chercheurs spéculent que ces différences d'observation ont eu lieu parce que RCW 86 s'étend comme une bulle irrégulière gonflée par le souffle de la supernova, mais dans quelques directions particulières, le front d'onde a rencontré une région d'espace où des particules de gaz interstellaire dense ont ralenti son expansion, tandis qu'en d'autres lieux, la vitesse du choc initial est conservée. Ce sont ces dernières régions qui fournissent aujourd'hui l'évaluation la plus précise de l'âge.

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