Utilisateur:Cfoellmi/Supernova

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Pour les articles homonymes, voir Supernova (homonymie).

La supernova SN 1994D (le point blanc brillant en bas à gauche de l'image), dans la partie externe du disque de la galaxie spirale NGC 4526. Photo prise par le télescope spatial Hubble.

En astronomie, une supernova (au pluriel, supernovæ) désigne l'explosion d'une étoile. Cette explosion s'accompagne d'une augmentation brève mais très grande de sa luminosité. Ainsi, vue depuis la Terre, une supernova apparaît comme une nouvelle étoile (d'où son nom). Une supernova peut libérer en quelques heures l'équivalent en énergie de ce que libère le soleil durant la totalité des 10 millards d'années de sa vie (sur la séquence principale). Les supernovae sont donc des objets éphémères et suffisamment brillants pour être observés à des distances extrêmement grandes dans l'Univers, servant ainsi de traceurs pour la cosmologie. Quand l'explosion est de moindre importance et ne détruit pas l'étoile, on parle de nova.

Sommaire

1 Étymologie
2 Nomenclature
3 Supernovae historiques
4 Classification spectrale
5 Principe général
6 Supernovae remarquables
7 Voir aussi
- 7.1 Physique des supernovae
- 7.2 Recherche de supernovae
8 Liens externes
9 Notes et Références
10 Bibliographie

[modifier] Étymologie

Le terme de « supernova » est formé notamment du terme latin nova, signifiant « nouveau ». Historiquement, c'est en 1572 puis en 1604 que Tycho Brahé et Johannes Kepler notent que de « nouvelles étoiles » apparaissent parfois, pour un temps limité sur la voûte céleste. Ces événements apparaissent dans des écrits latins utilisant le terme de stella nova (voir par exemple De Stella Nova in Pede Serpentarii, de Kepler, publié en 1606). Par la suite, l'apparition temporaire d'astres nouveaux fut dénommée sous le terme de « nova ».

Le terme de supernova a été employé pour la première fois par Walter Baade et Fritz Zwicky en 1933 ou en 1934 lors du congrès annuel de la société américaine de physique^[1]. Il était initialement écrit « super-nova » avant d'être progressivement écrit sans tiret^[2]. Les écrits plus anciens parlant de l'observation de supernovae utilisent encore le terme de nova : c'est par exemple le cas des rapports d'observation de la dernière supernova observée, en 1885, dans la galaxie d'Andromède, SN 1885A (voir les références dans l'article correspondant).

[modifier] Nomenclature

Les découvertes de supernovae sont annoncées au Bureau central des télégrammes astronomiques, organise de l'Union Astronomique Internationale, qui envoie alors une circulaire avec le nom assigné à la supernova. Le nom est formé de l'année de la découverte suivie par une ou deux lettres. Les 26 premières supernovae de l'année sont nommées avec une majuscule de A à Z. Les suivantes sont nommées en utilisant une paire de lettre minuscules, commençant par: aa, ab, ac et ainsi de suite.^[3] Aujourd'hui, les astronomes professionnels et amateurs découvrent des centaines de supernovae par année. (367 en 2005, 551 en 2006, et 572 en 2007, traduisant l'accroissement de l'effort pour les découvrir plutôt que de leur fréquence réelle). ^[4]^,^[5] Il a connu une augmentation considérable à partir de 1997, date de la mise en place de programme dédiés à la découverte de ces objets, notamment les supernovae thermonucláires. Les premiers programmes dédiés de grande envergure étaient le Supernova Cosmology Project, dirigé par Saul Perlmutter, et le High-Z Supernovae Search Team, dont le responsable était Brian P. Schmidt. Ces deux programmes ont permis en 1998 de découvrir l'accélération de l'expansion de l'univers. D'autres programmes dédiés ont par la suite vu le jour, comme ESSENCE, également dirigé par Brian P. Schmitt. Des grands relevés, comme le Sloane Digital Sky Survey ont également permis la découverte d'un grand nombre de supernovae.

[modifier] Supernovae historiques

Article détaillé : Supernova historique.

Le reste de la supernova 1987A (Note : la matière éjectée par la supernova elle-même est le cercle du centre de l'image. Les deux autres cercles sont dus à des éjections de matière de l'étoile avant que celle-ci n'explose en supernova ; les deux points blancs correspondent à des étoiles d'avant-plan ou d'arrière-plan sans rapport avec l'étoile progénitrice).

Les supernovae historiques sont des supernovae qui ont eu lieu dans le passé et dont on peut voir aujourd'hui les restes, et/ou qui ont été observées et conservées dans des archives ou des documents historiques. Elles sont connues simplements par l'année de leur découverte:

SN 185,
SN 1006 - Observation de la supernova la plus brillante observée sur Terre durant les temps historiques (SN 1006), dans la constellation du Loup.
SN 1054 - La formation de la Nébuleuse du Crabe, dans la constellation du Taureau, observée par des astronomes Chinois.
SN 1181 - Supernova moins connue dans la constellation de Cassiopée (SN 1181)
Vers 1300 - Une supernova ayant engendré le rémanent RX J0852.0-4622 (ou Vela Junior) s'est probablement produite, mais semble ne pas avoir été observée, malgré une certaine proximité avec la Terre.
SN 1572 - Supernova dans Cassiopée, observée par Tycho Brahé, dont le livre De Nova Stella sur le sujet nous donna le mot « nova »
SN 1604 - L'étoile de Kepler.
SN 1885A - Première supernova de l'ère télescopique, observée dans la galaxie d'Andromède et visible à l'œil nu.
SN 1987A - observée le 23 février 1987 durant les heures de son commencement dans le Grand Nuage de Magellan, ce fut la première opportunité pour les théories modernes sur la formation des supernovas d'être testée face aux observations.

[modifier] Classification spectrale

Historiquement, les supernovae ont été classifiées en fonction de leur spectre, suivant deux types, notées par les chiffres romains I et II, lesquels contiennent plusieurs sous-types :

Les supernovae de type I ont un spectre qui ne contient pas d'hydrogène
Les supernovae de type II ont un spectre qui contient de l'hydrogène.

Parmi les supernovae de type I, on distingue trois sous-classes :

Si le spectre montre la présence de silicium, on parle de type Ia
Si le spectre ne montre pas la présence de silicium, on regarde l'abondance d'hélium :
- En présence d'une quantité notable d'hélium, on parle de type Ib
- En présence de faible quantité d'hélium, on parle de type Ic

Concernant les supernovae de type II, on considère ensuite le spectre environ trois mois après le début de l'explosion :

Si le spectre montre que l'hélium domine sur l'hydrogène, on parle de type IIb
Si le spectre montre que l'hydrogène domine sur l'hélium, on parle de type II « normal », celui-ci comprenant en sus deux sous-classes supplémentaires :
- Si la courbe de lumière décroît linéairement après le maximum, on dit que l'on a un type IIL (pour « linéaire »)
- Si la courbe de lumière montre un plateau marqué, ou une phase de décroissance lente, on parle de type IIP (pour « plateau »)

À cela s'ajoute qu'en présence de particularités spectroscopiques, est accolée la lettre minuscule « p » (éventuellement précédée d'un tiret si un sous-type est présent), pour l'anglais peculiar. La dernière supernova proche, SN 1987A était dans ce cas. Son type spectroscopique est IIp.

Cette classification est en réalité assez éloignée de la réalité sous-jacente de ces objets. Il existe deux mécanismes physiques donnant lieu à une supernova :

Les supernovae dites thermonucléaires correspondent uniquement au type Ia
Les supernovae dites à effondrement de cœur correspondent à tous les autres types. Le terme de supernovae de type II est parfois abusivement utilisé pour désigner l'ensemble de ces objets, alors qu'ils peuvent être de type Ib ou Ic. En cela, le terme de supernova à effondrement de cœur est préférable à celui de « type II », plus ambigu. Les différences spectrales entre les supernovae à effondrement de cœur proviennent essentiellement du fait que l'étoile fait partie ou non d'un système binaire. Les supernovae de type II normal ne font pas partie d'un système binaire, ou alors leur compagnon n'affecte pas significativement leur évolution. Les autres types (Ib, Ic, IIb) sont par contre résultant de différents types d'interaction entre l'étoile et son compagnon.

[modifier] Principe général

Évènement cataclysmique signant la fin d'une étoile, une supernova peut résulter de deux types d'événements très différents :

l'explosion thermonucléaire d'une naine blanche suite à une accrétion de matière arrachée à une étoile voisine (voire une collision avec celle-ci) qui explose complètement (supernova dite thermonucléaire) ;
l'effondrement gravitationnel d'une étoile massive (supernova dite à effondrement de cœur). Cet effondrement se produit lorsque le cœur de l'étoile est constitué de fer. Cet élément étant le plus stable, sa fusion ou sa fission, consomme de l'énergie au lieu d'en produire. Quand ce cœur de fer est formé, l'étoile n'a plus de source d'énergie générant une pression de radiation suffisante pour soutenir les couches supérieures, qui écrasent alors le cœur : le cœur de l'étoile se comprime et les noyaux de fer sont alors dissociés, les protons capturant les électrons formant des neutrons. Ce nouveau cœur de neutrons, beaucoup plus compact est alors capable de résister à la compression des couches externes par la pression de dégénérescence quantique ce qui arrête brutalement leur effondrement. L'énergie dégagée par les couches internes tombant vers le centre, produit une onde de choc qui « souffle » les couches extérieures de l'étoile, formant le gaz du rémanent de la supernova.

[modifier] Supernovae remarquables

Quelques autres supernovae remarquables ont fait l'objet de nombreuses études, parmi lesquelles :

Vers 1680, l'explosion d'une autre supernova aurait pu être observée sur Terre, mais on en trouve aucune mention dans les travaux des astronomes de l'époque. Ce n'est qu'au milieu du XX^e siècle qu'a été rétrospectivement identifié le rémanent, Cassiopeia A, dont l'âge est estimé légèrement supérieur à trois siècles. La raison pour laquelle cette supernova est demeurée invisible n'est pas connue actuellement, mais est probablement due au fait que l'absorption du millieu interstellaire situé entre la supernova et la Terre était importante, allié au fait que cette supernova était sans doute sous-lumineuse, à l'instar de Cassiopée A.
2006 - Supernova SN 2006gy dans la galaxie NGC 1260 située à 240 millions d'années-lumière de la Terre observée par R. Quimby and P. Mondol et étudiée en utilisant les télescopes Keck à Hawaii et Lick sur le Mont Hamilton en Californie. Sa luminosité dépassait d'environ cinq fois celle de toutes les supernovæ observées à ce jour et sa durée était de 70 jours. Cette supernova pourrait être un exemple de supernova à production de paires, uniquement issue d'étoiles extrêmement massives, désormais très rares dans l'univers.