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Une supernova est l'explosion cataclysmique d'une étoileétoile qui, pendant un temps, peut briller plus vivement qu'une galaxiegalaxie entière composée de centaines de milliards d'étoiles. On distingue essentiellement deux grandes familles de supernovae : les SNSN II et les SN Ia.


Extrait du documentaire Du Big Bang au vivant. Jean-Pierre Luminet parle de la mort des étoiles massives, leurs explosions en supernovae et la formation de pulsars. © ECP Productions, YouTube.

Deux familles de supernovae

Les SN II se produisent lorsque des étoiles massives dépassant environ 8 à 10 massesmasses solaires ont épuisé leur combustiblecombustible nucléaire. Cela provoque l'effondrementeffondrement gravitationnel du cœur dont la force de gravitégravité n'est plus contrebalancée par la pression des radiations libérées par les réactions thermonucléaires. Selon un scénario encore mal compris, une grande quantité d'énergieénergie est libérée et éjecte les couches externes de l'étoile pour ne laisser qu'une étoile à neutrons ou, dans les cas extrêmes, un trou noir.

Les SN Ia se produisent dans un système binairesystème binaire qui contient au moins une naine blanchenaine blanche. Il est probablement juste de dire que bien des manuels d'astrophysiqueastrophysique vieux d'au moins dix ans expliquent l'origine des supernovae SN Ia avec une naine blanche accrétant de la matièrematière jusqu'à atteindre la fameuse masse limite de Chandrasekhar. On sait en effet que les étoiles de la Voie lactéeVoie lactée évoluent majoritairement en couple. Beaucoup sont moins massives que le SoleilSoleil, et comme lui, elles finiront leur vie paisiblement sous forme de naine blanche. En théorie du moins, car si elles font partie d'un système binaire contenant une étoile n'étant pas encore arrivée au même stade d'évolution, leur destin peut être bien plus spectaculaire. Ainsi, si elles sont suffisamment proches d'une géante rouge, ou même d'une étoile encore sur la séquence principale, les forces de marée de la naine blanche peuvent être telles qu'un transfert de matière de l'étoile à la naine se produit, augmentant sa masse.

Lorsque celle-ci atteint 1,4 masse solaire, les lois de la mécanique quantiquemécanique quantique et de la relativité restreinterelativité restreinte la rendent inévitablement instable et elle doit s'effondrer. Le processus enclenche surtout des réactions thermonucléaires de fusionfusion du carbonecarbone et de l'oxygèneoxygène et une explosion se produit alors, soufflant toute l'étoile.

Comme cette explosion se fait à masse constante, sa luminositéluminosité intrinsèque doit faiblement varier. Celle-ci étant très importante, les SN Ia sont donc de bons indicateurs de distance pour sonder l'univers observable et étudier son expansion à des milliards d'années-lumièreannées-lumière de la Voie lactée. Ce sont précisément ces propriétés qui ont permis à Saul Perlmutter et ses collègues de mettre en évidence l'expansion accélérée du cosmos observable.

On pense maintenant que beaucoup de SN Ia seraient des collisions de naines blanches.