Supernovae : Pourquoi et Comment les Étoiles Explosent ?

Vous l’attendiez avec impatience le voici enfin ! Eh oui, bienvenue dans ce nouvel (et dernier) article de la série sur la mort des étoiles ! Quel meilleur sujet choisir pour cet article que les supernovae ? 

Ces merveilles célestes font rêver de nombreux astronomes, qu’ils soient amateurs ou professionnels. En effet, rien que le nom donne envie ! Mais, concrètement qu’est-ce qu’une supernova ? Parce qu’on en entend parler, on nous dit que c’est superbe, mais finalement qu’est-ce que c’est ? 

C’est ce que nous allons voir dans cet article ! Mais attention, préparez-vous à en prendre plein les yeux !

Qu’est-ce qu’une supernova ?

Commençons d’abord par les bases, qu’est-ce qu’une supernova ? Vous avez peut-être en tête une image de ce type :  

supernovae

Eh bien, je suis désolée, mais je vais devoir vous décevoir un peu… Une supernova ce n’est pas cela…

Ce que vous voyez là sur cette photo, c’est ce que l’on appelle un rémanent de supernova. Ne vous inquiétez pas on y reviendra par la suite. Mais, ce n’est pas à proprement parler une supernova. 

Séchez vos larmes et jetez les mouchoirs, je vous explique ce que c’est vraiment. 

Une supernova est un phénomène qui intervient lors de la mort d’une étoile. Il s’agit en quelque sorte de la disparition d’une étoile. Nous en avons beaucoup parlé dans les précédents articles, mais puisque c’est vous, je veux bien vous faire un petit rappel. 

Mort des étoiles

Vous savez qu’une étoile est appelée ainsi, car elle est capable de nucléosynthèse. Mais si ! La réaction nucléaire qui permet de former de nouveaux atomes plus lourds à partir d’éléments plus légers ! 

Ces réactions, qui ont lieu au cœur de l’étoile, libèrent énormément d’énergie, ce qui permet de compenser la gravitation. Par conséquent, l’astre ne s’effondre pas sous son propre poids. 

 

schéma étoile fonctionnement

Schéma du fonctionnement d’une étoile

Voilà pour le principe. 

Cependant, au bout d’un certain temps (qui diminue quand la masse augmente), l’astre a consommé tout son carburant et ne peut plus nucléosynthétiser. À ce moment-là, la gravitation n’est plus compensée et l’étoile commence à s’effondrer sur elle-même. 

Et c’est là que la supernova entre en scène ! 

Explosion en supernova

Pour les étoiles de masse un peu plus élevée, entre 10 et 30 M (masses solaires) précisément, la mort s’accompagne d’une explosion en supernova. 

Pour faire simple, les couches superficielles de l’étoile s’effondrent sur le cœur de manière un peu trop violente. Du coup, un peu comme quand on lance une balle par terre un brin trop fort, les couches rebondissent. 

Ainsi, au lieu d’imploser lentement par effondrement de ses couches superficielles, l’étoile explose en quelque sorte. 

schéma d'une explosion en supernova

Schéma d’une explosion en supernova

Au cours de l’explosion en supernova, tous les éléments fabriqués par l’étoile durant sa vie sont relâchés dans l’espace interstellaire. 

Ainsi, ils vont ensuite pouvoir s’accumuler et s’accréter avec d’autres particules pour former de nouvelles étoiles. 

Mais, ce n’est pas la seule action qui fait de la supernova un phénomène essentiel dans l’univers. En effet, l’explosion en supernova provoque une onde de choc qui participe à la contraction de l’espace interstellaire. Cela cause ainsi le rapprochement de particules qui font s’amasser et former de nouvelles étoiles.

Bon, vous l’avez compris en réalité elle implose, mais de manière tellement violente que le résultat est le même qu’une explosion. Les couches sont éjectées autour du cœur de l’étoile. 

Enfin, oui, mais pas exactement… J’ai omis un détail… Il existe deux grands types de supernovae, et leur processus n’est pas tout à fait le même… C’est d’ailleurs ce qui fait qu’on les distingue. 

Vous vous en souvenez peut-être si vous avez lu les articles précédents, on différencie les supernovae thermonucléaires de celles dites à effondrement de cœur. Voyons tout de suite ces dernières. 

Supernova à effondrement de cœur

Formation

Ce type de supernovae apparaît dans le processus de formation des étoiles à neutrons. Vous devriez le savoir, mais comme je suis gentille, voici une petite définition rapide de ces dernières. 

Les étoiles à neutrons sont la forme sous laquelle les étoiles de masse comprise entre 10 et 30 M vont mourir. Il y a d’ailleurs deux seuils déterminant les masses minimale et maximale que pourront avoir les étoiles à neutrons. Ce sont les limites de Chandrasekhar (1,44 M) et d’Oppenheimer-Volkoff (3,2 M).

En fait, dans le cas des étoiles à neutrons, tout ce que j’ai dit précédemment s’applique. L’astre ne peut plus accomplir la nucléosynthèse et s’effondre sur lui-même. Jusqu’à l’explosion en supernova. 

Cette dernière laisse alors le cœur de l’étoile à nu. Et c’est ce petit reste que l’on appelle étoile à neutrons. 

Notez bien que, malgré le terme étoile présent dans son nom, il ne s’agit plus d’une étoile. Tout simplement parce qu’une étoile c’est un astre capable de réaliser la nucléosynthèse, et là ce n’est plus le cas. 

Donc, notre étoile explose, ne laissant derrière elle qu’une petite étoile à neutrons (entre 20 et 40 km de diamètre). Si si je vous assure c’est petit à l’échelle de l’Univers et des astres ! Pour vous en convaincre, la Terre possède un diamètre d’environ 12 700 km et la Lune de 3 400 km.

Une étoile à neutrons c’est très petit. Tellement petit qu’on ne peut, en général, pas les observer. 

En revanche, la supernova s’accompagne d’une très brusque augmentation de la luminosité de l’astre. Si bien que les supernovae qui ont lieu suffisamment près de nous sont visibles même en pleine journée. Et parfois même pendant plusieurs jours ! Ce sera le cas par exemple de la supernova qui accompagnera la mort de Bételgeuse.

Bételgeuse

J’en ai déjà parlé dans un article précédent, Bételgeuse donnera une étoile à neutrons. En effet, cette célèbre étoile de la constellation d’Orion possède une masse d’environ 15 M. Ainsi, elle mourra en formant une étoile à neutrons. Mais avant cela, elle va d’abord exploser en supernova. 

constellation d'orion

Constellation d’Orion

Une supernova qui sera visible à l’œil nu en pleine journée, et ce pendant plusieurs jours. Bételgeuse étant âgée de quelques millions d’années, elle devrait mourir d’ici quelques milliers d’années environ. 

Cependant, elle se situe à 500 années-lumière de nous, il est donc possible qu’elle soit en fait déjà morte. Tout cela s’explique évidemment par le fait que la lumière en provenance de Bételgeuse met 500 ans à nous parvenir. Ainsi, si nous, nous voyons actuellement une supergéante rouge en l’observant, elle peut déjà avoir explosé en supernova. 

Si vous souhaitez en apprendre davantage sur cette étoile, je vous laisse le lien vers l’article de Laura sur Orion. 

Revenons-en à nos types de supernovae. Bételgeuse, qui donnera une étoile à neutrons, explosera donc en supernova à effondrement de cœur. “Bon du coup, la supernova à effondrement de cœur c’est le principe que tu nous as présenté au début. 

Mais alors, la supernova thermonucléaire qu’a-t-elle de spécial ?” Eh bien, venez je vous explique ! 

Supernova thermonucléaire

La supernova thermonucléaire ne correspond pas tout à fait au même phénomène que sa sœur à effondrement de cœur. En effet, elle n’a pas lieu lors de la mort d’une étoile à neutrons. Mais alors d’où vient-elle ?

Formation

Je vous ai parlé un peu plus haut de deux limites : la limite de Chandrasekhar et celle d’Oppenheimer-Volkoff. Eh bien, ces limites correspondent respectivement à la masse maximale que pourront avoir une naine blanche et une étoile à neutrons. 

Ainsi, les étoiles les moins massives qui donneront des naines blanches ne pourront pas posséder une masse supérieure à 1,44 M☉ une fois mortes. 

De la même manière, une étoile à neutrons ne pourra pas dépasser la limite d’Oppenheimer-Volkoff, située à 3,2 MNous en reparlerons rapidement par la suite, mais revenons à la naine blanche. 

Il peut arriver, dans le cas de systèmes binaires, qu’une naine blanche voit sa masse augmenter. En effet, une naine blanche peut absorber de la matière appartenant à sa camarade. Dans ce cas, partant d’une masse inférieure à la limite de Chandrasekhar, elle peut finir par la dépasser. 

Or, les lois de la physique l’interdisent formellement, une naine blanche c’est moins de 1,44 M point barre. Mais, notre petite rebelle elle veut grossir en grignotant sa copine ! Eh bien, dans ce cas précis, un phénomène étrange se produit. 

L’astre devenu trop massif s’effondre sur lui-même, exactement comme une étoile à neutrons qui va naître. Et paf ! Une supernova ! 

Enfin, j’ai dit « exactement comme une étoile à neutrons », mais en fait pas vraiment. En effet, contrairement à la supernova à effondrement de cœur, dans le cas d’une naine blanche, il ne subsiste plus rien de l’astre. 

Tout part dans la supernova, il ne reste plus de cœur, plus rien. Enfin, c’est ce qu’on croyait…

Étoile zombie

En réalité, très récemment, des études ont montré que dans certains cas il pourrait y avoir un reste d’étoile. 

Dans ce cas, la naine blanche ne disparaîtrait pas totalement, mais laisserait derrière elle ce qu’ils nomment une étoile zombie. Charmant comme nom n’est-ce pas ? 

Il s’agit encore seulement d’une théorie, mais plusieurs candidates auraient été découvertes. Ce nouveau type de supernovae, comportant un rémanent stellaire, est dit de type Iax. 

Cela ne concernerait cependant qu’une petite partie des supernovae thermonucléaires. 

En attendant de voir si cette théorie se confirme et d’avoir plus d’informations, je vous propose de revenir un peu sur les types de supernovae.

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En effet, certains d’entre vous ont sans doute déjà entendu parler de type Ia ou II ? D’ailleurs, je vous ai dit que l’étoile zombie naîtrait d’une supernova de type Iax. Mais alors, à quoi correspondent ces noms ? 

C’est ce que je vous propose de voir tout de suite. 

Types de supernovae

Nous venons de voir qu’il y avait deux grands types de supernovae : les thermonucléaires et celles à effondrement de cœur. Cette différenciation se fait en fonction du contexte de formation de la supernova. 

Mais il existe également une deuxième manière de classifier les supernovae : en fonction de leur composition.

Spectre électromagnétique

Nous avons déjà vu à plusieurs reprises ceci : 

spectre de la lumière blanche

Il s’agit d’un spectre électromagnétique, qui reprend les différentes longueurs d’onde (couleurs) composant la lumière. 

Vous savez maintenant que chaque objet possède un spectre d’absorption caractéristique permettant de définir sa composition. Par exemple, le spectre suivant présente les raies d’absorption associée à l’atome d’hydrogène :

spectre d'absorption de l'hydrogène

Si un objet se compose d’hydrogène, son spectre d’absorption laissera apparaître ces raies exactement aux mêmes endroits. On peut ainsi déterminer de quoi est composé un astre en fonction de son spectre d’absorption. 

Pour en revenir à nos supernovae, on utilise ce spectre pour les différencier. On distingue ainsi quatre types de supernovae. Découvrons ensemble à quoi correspondent ces types. 

Type Ia

Le premier type, la supernova Ia (à prononcer « un A ») possède la particularité d’être composée de silicium tandis qu’elle ne possède pas d’hélium. Cette catégorie correspond d’ailleurs en réalité plus généralement aux supernovae thermonucléaires. 

Mais alors pourquoi ce nom ? Eh bien parce qu’on sépare d’abord deux grands types, en fonction de la présence ou non d’hydrogène. Les supernovae de type II (à prononcer « deux ») possèdent de l’hydrogène tandis que celles de type I non. 

Ensuite, on distingue des sous-catégories, comme la supernova Ia, qui contient du silicium. Voyons maintenant les types Ib et Ic.

Types Ib et Ic

Comme vous le savez maintenant, les supernovae de ces types ne contiennent pas d’hydrogène. 

En revanche, les Ib recèlent de l’hélium, contrairement à leurs cousines de type Ia. Cependant, elles se distinguent d’un troisième type : les supernovae Ic. En effet, ce dernier ne contient ni hydrogène ni hélium. 

Vous allez me dire, mais les Ia non plus elles ne contiennent ni l’un ni l’autre. C’est tout à fait exact. Néanmoins, les types Ib et Ic ne recèlent ni l’un ni l’autre de silicium. C’est donc cela qui distingue les supernovae Ic des Ia. 

Ne vous inquiétez pas, je vais vous faire un joli tableau pour récapituler tout cela ! Même moi j’arrive à m’y perdre ! Mais avant, voyons le dernier type : la supernova de catégorie II. 

Type II

Bon en réalité, il n’y a pas grand-chose que je n’ai pas déjà dit sur ce type. Ce qui différencie ce genre des trois autres est, comme je l’ai dit juste avant, que leur spectre présente de l’hydrogène. C’est la principale distinction entre ce type et les autres. 

Il existe quelques petites subtilités concernant ce genre, mais je ne souhaite pas rentrer dans les détails ici. Nous avons vu les quatre catégories les plus répandues et vous entendrez rarement parler d’un autre type. 

En revanche, si vous désirez vraiment aller plus loin, sachez qu’il existe les types IIb, IIL et IIP. Je vous laisse ces noms pour faciliter un peu vos recherches, mais je ne développerai pas sur ces trois catégories. 

Néanmoins, il me reste une dernière petite information à vous donner ! Les supernovae de type II, Ib et Ic correspondent toutes à des supernovae à effondrement de cœur. Ce qui diffère entre elles, c’est leur composition. 

Voici le tableau récapitulatif tant attendu ! 

tableau des différents types de supernovae

Tableau des différents types de supernovae

Maintenant que nous avons vu en détail les différents types de supernovae, il est temps de s’amuser un peu plus ! 

Mais avant, j’ai failli oublier ! Une fois n’est pas coutume faisons un peu d’étymologie ! 

Minute étymologie

Le terme supernova provient en réalité du mot latin « nova », qui signifie « nouvelle ». Une question vous brûle les lèvres je le sens… Quel est le rapport entre une supernova et le terme « nouvelle » ? 

Eh bien, c’est tout simplement parce que les premiers astronomes à avoir observé des supernovae ignoraient de quoi il s’agissait. Pour eux, elles apparaissaient comme de nouvelles étoiles. 

En effet, ils voyaient apparaître subitement un nouveau point lumineux dans le ciel. Ils pensaient donc naturellement au début qu’il s’agissait tout bêtement de nouvelles étoiles. 

À ce propos, vous avez peut-être été perturbé par une faute d’orthographe récurrente de ma part… “Oui, c’est vrai ça, pourquoi tu écris supernovae parfois ?”

Eh bien, comme de nombreux termes latins que nous utilisons comme tels, le mot supernova se décline. “Pardon ? Il se quoi ?” Il se décline. Même si vous ne parlez pas latin, si vous avez fait de l’allemand cela devrait vous rappeler de vagues souvenirs…

Tout cela pour dire que supernova au pluriel cela donne supernovae. Le terme supernovas avec un « s » à la place du « e » final est admis parce qu’il fait plus « français », mais tout de même. 

Retenez, une supernova, des supernovae ! 

Bon, j’espère que je ne vous ai pas tous perdus avec tout cela ! Pour ceux qui ont eu le courage de lire ce qui a précédé, félicitations, vous avez débloqué le level détente ! En effet, il est maintenant temps pour moi de vous en mettre plein la vue avec de jolies images…

Juste avant cela, laissez-moi revenir sur un terme que j’ai utilisé en introduction : le rémanent de supernova. 

Rémanents de supernovae

Je vous en ai parlé au tout début et je suis sûre que vous étiez pressés que je développe un peu plus… ! Parce que finalement une supernova c’est juste une étoile un peu plus brillante, rien à voir avec le magnifique spectacle que je vous ai montré. 

Nan, ce qui est superbe c’est la conséquence de cette explosion : le rémanent. Le rémanent de supernova, c’est tout simplement les couches expulsées de l’étoile qui se dispersent dans l’espace. 

Je suis sûre que vous avez déjà entendu le terme nébuleuse ? Eh bien, un rémanent c’est un type de nébuleuse. Par exemple, la nébuleuse du Crabe est un rémanent de supernova. 

Au sein de notre Voie lactée, on a découvert environ 400 rémanents de supernova, sur le millier estimé par les scientifiques. Ce qui signifie, si l’on se base sur ces chiffres qu’il en reste plus de la moitié à découvrir ! 

En d’autres termes, sortez vos télescopes ! Vous aurez peut-être la chance d’en découvrir un nouveau !

En attendant, voici une idée un peu plus précise de ce que vous devez chercher. Il existe deux grands types de rémanents de supernova en fonction de leur forme : les coquilles et les pleins. Voyons tout de suite les premiers. 

Coquilles

Les rémanents de ce type sont plus sombres en leur cœur et ont une forme un peu circulaire. En effet, l’émission se concentre plutôt autour du cœur, ce qui fait qu’ils sont plus foncés au centre. Par ailleurs, ils présentent une sorte d’anneau brillant à la périphérie. 

Nous y reviendrons par la suite lorsque je vous présenterai des exemples de rémanents, mais…

cassiopeia A

Rémanent de type coquille : Cassiopeia A ou Cas A
Crédits : NASA/CXC/SAO

On voit bien ici la concentration de l’émission de poussières et de gaz ainsi que l’anneau lumineux autour du cœur. 

Après les coquilles, regardons un peu à quoi ressemblent les pleins ! 

Pleins

Vous l’aurez sans doute compris, à l’inverse des coquilles, les pleins possèdent une émission plus importante en leur centre. La périphérie est moins brillante, l’essentiel du spectacle se déroule au cœur de ce type de rémanents. 

On parle aussi de rémanents plérions ou encore parfois de type Crabe en référence à la célèbre nébuleuse éponyme. En effet, la nébuleuse du Crabe est un exemple type de rémanent plein, mais nous en reparlerons plus tard ! 

Cette concentration de l’émission en son centre est attribuée à la présence d’une étoile à neutrons qui libèrerait de l’énergie. D’ailleurs, ce type de rémanents est également appelé nébuleuse de vent de pulsar. 

Nous en verrons un autre exemple par la suite. En attendant, il nous reste un dernier type de rémanent à étudier…

Composites

Je vous vois venir, vous allez me dire « mais t’avais dit qu’il n’y en avait que deux types ! ». Oui c’est bien ce que j’ai dit, laissez-moi vous expliquer. 

Les rémanents dits composites sont en réalité des rémanents qui possèdent à la fois des caractéristiques propres au type coquille et au type plein. Ils ne peuvent donc pas être placés dans une catégorie plutôt qu’une autre. 

D’ailleurs, vous vous souvenez peut-être du pulsar des Voiles dont j’ai parlé dans l’article sur les étoiles à neutrons. Eh bien, le rémanent Vela (XYZ) au centre duquel il se trouve est un rémanent composite. 

Peut-être que vous vous demandez s’il y a un type de rémanent plus abondant qu’un autre. Eh bien, sachez qu’il y aurait environ 84 % de rémanents en coquille, 4 % pleins et 12 % composites. 

Enfin, ce ne sont que des chiffres basés sur nos connaissances. Retenez surtout que la majorité des rémanents connus sont de type coquille et qu’il y a un peu plus de composites que de pleins. 

Maintenant que vous avez une meilleure idée de la différence entre rémanent et supernova, partons à la découverte de supernovae connues. 

Supernovae connues

Il y a énormément de supernovae célèbres et elles ont toutes des histoires passionnantes. Malheureusement, je ne peux pas toutes vous les présenter ici, il faut donc faire un choix !

Les personnes qui ont lu cet article ont aussi lu :  Qu'est-ce qu'une étoile ?

Voici donc une petite sélection des supernovae connues que j’ai trouvées les plus intéressantes à décrire. Si vous en connaissez d’autres que vous aimez bien, n’hésitez pas à nous les partager dans les commentaires ! 

SN 1054

L’une des supernovae les plus connues est aussi l’une des plus anciennes. Il s’agit de SN 1054, nommée ainsi tout simplement parce qu’elle a été observée en 1054. Elle est très célèbre dans le monde de l’astronomie pour plusieurs raisons. 

D’abord, parce qu’elle est très ancienne ! Je ne sais pas vous, mais moi, imaginer qu’il y a presque mille ans des Hommes observaient déjà ce genre de phénomènes cela me fait me sentir encore plus petite…

Ensuite, parce qu’il s’agit d’un phénomène énormément décrit par les astronomes chinois dans leurs écrits de l’époque. C’est d’ailleurs très lié à la dernière raison…

Eh oui, cette supernova est très célèbre parce qu’elle était très impressionnante ! En effet, les écrits qui nous sont parvenus évoquent une supernova visible pendant pratiquement deux ans !!

Bon, du coup cela casse un peu le mythe de l’observation très ancienne et complexe… Effectivement, si elle était hyper visible comme cela, ce n’est pas si étonnant que les gens l’aient remarquée à l’époque… Mais bon, il faut quand même se dire que leurs écrits nous sont parvenus ! 

Enfin, il y a une dernière raison pour laquelle elle est si célèbre… Tout simplement parce que son rémanent est superbe ! Bon là comme ça vous allez me dire « ouais si tu le dis », mais… 

Si je vous dis que cette fameuse supernova est à l’origine de la nébuleuse du Crabe ? Eh oui, notre magnifique M1 est en réalité le vestige de cette explosion en supernova ! Bon allez, juste pour le plaisir des yeux…

nébuleuse du Crabe

Nébuleuse du Crabe
Crédits : NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)

Bon, on a vu la plus connue et sans doute l’une des plus belles, mais il y en a bien d’autres ! Et, je ne sais pas vous, mais moi je trouve qu’il serait dommage de s’en priver…

SN 1604

Bon vous l’aurez peut-être compris, nous ne sommes pas très inventifs en ce qui concerne les noms des supernovae… Celle-ci, aussi connue sous le nom de Supernova de Kepler (ou étoile de Kepler) a eu lieu en 1604. Elle est restée visible pendant presque un an. 

« Je sais, je sais ! On l’appelle supernova de Kepler parce que c’est lui qui l’a découverte ! » Eh bien non, désolée de vous décevoir, mais non. Elle s’appelle comme cela parce que c’est Kepler qui en a fait la description la plus précise. 

Petite information à ressortir à vos amis : il s’agit de la dernière supernova à avoir été observée en direct dans notre Galaxie. Oui, cela signifie que cela fait plus de 400 ans que nous n’avons pas observé de supernova dans notre Galaxie. 

Mais attention, ne me faites pas dire ce que je n’ai pas dit. Il y a bien eu d’autres explosions en supernovae dans la Voie lactée. Simplement, on ne les a pas détectées tout de suite. 

Pour en revenir à SN 1604, elle se trouve dans la constellation d’Ophiuchus. 

constellation d'Ophiuchus

Constellation d’Ophiuchus

Je vous montre son rémanent un peu plus bas. Il ne faudrait pas non plus que vous soyez aveuglé avant de finir l’article ! 

SN 1572

La supernova suivante est SN 1572, qui s’appelle comme cela parce que… Effectivement, c’est bien cela : elle a été observée en 1572 ! 

Puisque vous êtes si doué, laissez-moi vous poser une autre question ! Qui a observé cette supernova, lui donnant ainsi son nom ? 

Top, je suis un astronome danois ayant vécu de 1546 à 1601. 

Adepte d’un modèle plutôt géocentrique, je n’hésite pas à contredire Nicolas Copernic même si je l’admire beaucoup. Je vais même jusqu’à présenter mon propre système planétaire portant mon nom. 

Mes observations très précises pour l’époque furent très utiles à Johannes Kepler pour décrire le mouvement des planètes. 

J’étudie d’abord à l’université de Leipzig puis à l’université de Wittenberg. Je suis défiguré à vie lors d’un duel au cours duquel mon nez est tranché. 

Mon corps repose à Prague, à proximité de l’horloge astronomique. 

Je suis, je suis ? 

Tycho Brahe ! 

Félicitations à celles et ceux qui ont trouvé ! D’ailleurs, dites-nous dans les commentaires si vous aviez trouvé ! C’est donc bien Tycho Brahe qui a observé SN 1572, lui donnant ainsi le surnom de Nova de Tycho. 

Cette supernova est une supernova de type Ia, thermonucléaire donc. Elle provient ainsi de l’explosion d’une naine blanche par dépassement de la limite de Chandrasekhar. 

Elle se situe dans la constellation de Cassiopée et son rémanent est de type coquille. 

constellation de Cassiopée

Constellation de Cassiopée

Je vous laisse l’admirer avant de passer à la supernova suivante…

SN 1572 (Nova de Tycho)

SN 1572 ou Nova de Tycho
Crédits : MPIA/NASA/Calar Alto Observatory

SN 1885A 

galaxie d'andromède

Galaxie d’Andromède
Crédits : ESA/Hubble & NASA

Celle-ci est toute particulière… Eh oui, parce qu’il s’agit de la toute première supernova observée en dehors de notre Galaxie. Elle a été découverte dans la galaxie d’Andromède en… 1885 exact, vous êtes vraiment doué ! 

Mais ce n’est pas la seule particularité de cette supernova ! En effet, il s’agit également de la toute première supernova observée depuis l’invention du télescope. 

D’ailleurs, aucune supernova n’a été observée dans la Voie lactée depuis que l’Homme a inventé le télescope. Cela peut vous étonner étant donné qu’il a été inventé il y a plus de quatre siècles. Mais vous allez voir que ce n’est pas si surprenant que cela. 

En fait, l’explosion en supernova est un phénomène plutôt rare. On estime que dans notre Voie lactée, une supernova aurait lieu entre 1 et 3 fois par siècle seulement. 

SN 1987A

SN 1987A
Crédits : ESA/Hubble, NASA

Depuis, l’invention du télescope la supernova la plus proche qu’on ait observée est SN 1987 A, située dans la galaxie du Grand nuage de Magellan. 

Enfin, SN 1885A est également la seule supernova située dans la galaxie d’Andromède observée à ce jour. 

Je pourrais passer des mois à chercher des exemples de supernovae à vous décrire. Elles sont tellement belles… Mais, il faudrait quand même que cet article soit publié un jour… Et qu’il continue à être un article et non pas un catalogue de supernovae ! 

Donc, après vous avoir présenté plusieurs supernovae connues, je vais finir sur encore plus de belles images ! Cette fois, on part voir quelques exemples de rémanents connus, tous plus magnifiques les uns que les autres. Ne vous en faites pas, c’est ma tournée ! 

Rémanents connus

Nébuleuse du Crabe 

Je sais, je sais, vous allez me dire « quoi encore ce rémanent ? Mais tu nous l’as déjà montré dix fois ! » C’est vrai, on l’a déjà vu… Mais vous ne l’avez pas vu comme cela : 

nébuleuse du crabe

Nébuleuse du Crabe

Ni comme ceci d’ailleurs…

nébuleuse du crabe

Nébuleuse du Crabe

C’est impressionnant la vue totalement différente qu’on peut avoir selon la nature de la photo ! D’ailleurs, je trouve cela magique personnellement. On ne peut pas se lasser de tel ou tel objet en astronomie, parce que ce ne sont jamais les mêmes images. Il y a toujours des couleurs différentes, ou un nouvel angle de vue…

Cassiopeia A

Bon certes, la nébuleuse du Crabe est magnifique. Mais, elle n’est pas la seule ! En effet, il existe bien d’autres rémanents de supernovae merveilleux comme par exemple Cassiopeia A (ou Cas A pour les intimes…).

Comme son nom ne vous l’indique pas du tout, elle se situe dans la constellation de Cassiopée. Son origine est encore incertaine, on pense qu’elle viendrait de l’explosion d’une géante rouge datant de 1667. Vous l’aurez sans doute deviné, il s’agirait donc du rémanent de SN 1667. Néanmoins, la date est issue d’une estimation ce qui signifie qu’il y a une marge d’erreur possible. 

Enfin, vous allez me dire (et je suis d’accord) que l’on se fiche un peu de son âge ! Nous ce que l’on veut, c’est voir à quoi il ressemble ! 

Cassiopeia A

Cassiopeia A
Crédits : NASA/CXC/SAO

Cette fois-ci, vous venez de poser les yeux sur une photo de rémanent de type coquille. 

Et maintenant, dans la famille j’ai un nom à coucher dehors (d’où vient cette expression sérieusement ?), laissez-moi vous présenter G292.0+01.8. 

G292.0+01.8

Il s’agit d’un plérion ! Mais si souvenez-vous, les rémanents de type plein ! On les appelle également des plérions ou encore nébuleuses de vent de pulsar. Eh bien, G292.0+01.8 (heureusement qu’il ne s’agit pas d’une vidéo…) en est un. 

Ah ça change un peu des rémanents coquilles ! Ce petit monsieur se situe dans la constellation du Centaure. 

constellation du centaure

Constellation du Centaure

Il serait situé à environ 15 000 années-lumière. Non, effectivement ce n’est pas vraiment la porte à côté. Il semble posséder un spectre électromagnétique plutôt intéressant. En effet, ce dernier ne présenterait pas d’hydrogène ni d’hélium, mais de l’oxygène et du néon. 

Oui bon je sais, ce n’est pas cela qui vous intéresse…

Vous êtes sûr d’être prêt ? Alors le voici, G292.0+01.8 : 

G292.0+1.8

G292.0+1.8
Crédits : NASA/CXC/SAO

Le rémanent suivant est sans doute mon rémanent préféré… Cet objet offre en effet tellement d’aspects différents… Je vous emmène donc les découvrir ! 

Dentelles du Cygne

Ah les dentelles du Cygne, tellement fines…

dentelles du cygne

Dentelles du Cygne
Crédits : Martin Pugh

Elles sont magnifiques non ? 

Description

Ce rémanent, comme le précédent, est de type coquille. Il est bien connu des astronomes parce que… Eh bien, parce qu’il est très beau déjà ! 

constellation cygne

Constellation du Cygne

Et ensuite, certainement parce qu’il se situe, curieusement, dans la constellation du Cygne. Or, vous n’êtes pas sans savoir que cette constellation est une constellation du ciel d’été. Ce qui signifie ? Qu’elle est visible en été ! Et quelle est la meilleure saison pour passer la nuit dehors à contempler les étoiles ? 

Bon oui je sais, cette question divise pas mal de gens. Les très grands passionnés me répondront que l’hiver c’est mieux parce que les constellations sont plus belles, que la chaleur ne crée pas de perturbations atmosphériques, etc. N’empêche, l’hiver il fait froid et généralement bah ça refroidit (meilleure blague de l’année 2019) !

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Tout cela pour vous dire que l’été plus de gens mettent le nez dehors pour observer des étoiles et que les dentelles du Cygne sont visibles à cette époque-là. 

triangle d'été

Triangle d’été

 

D’ailleurs, en plus d’être une constellation du ciel d’été, la constellation du Cygne a pour particularité de faire partie du triangle le plus connu : le triangle d’été. 

Cela fait d’elle une constellation connue par un grand nombre de personnes et facilement repérable. De quoi contribuer encore davantage à la renommée de ce rémanent. 

 

 

Pour en revenir à ce dernier, il y a quelque chose que j’ai omis de vous dire… En réalité, les dentelles du Cygne se décomposent en trois grandes parties. C’est ce que nous allons voir tout de suite ! 

La Grande Dentelle

Il y a d’abord la Grande Dentelle qui constitue la partie la plus brillante. Cette dernière se situe au nord-est du rémanent. On dit qu’elle possède la forme d’une virgule composée de filaments très fins. Je ne l’ai malheureusement encore jamais « observée » de mes propres yeux…

Il existe trois désignations pour cette partie des dentelles : NGC 6992, NGC 6995 et IC 1340. 

grande dentelle

Grande Dentelle (NGC 6995, IC 1340 ou NGC 6992)

C’est beau n’est-ce pas ? Passons maintenant à la seconde partie ! 

La Petite Dentelle

Après la Grande Dentelle… Voici la Petite Dentelle ! Cette partie se situe à l’opposé de la Grande Dentelle, donc si vous avez suivi, au sud-ouest. 

Elle est relativement facile à repérer pour les astronomes amateurs, car elle se situe juste à côté de 52 Cygni. Cette dernière est une étoile de magnitude 4,2, donc plutôt brillante. 

Bon, bien évidemment lorsque je dis qu’elle se trouve à côté de la Petite Dentelle, ce n’est pas tout à fait exact. En effet, elle se trouve proche d’elle visuellement, ce n’est bien sûr pas le cas physiquement. Vous n’êtes pas sans savoir que les étoiles qui nous apparaissent se situer sur une même ligne sont en réalité éloignées les unes des autres. 

Pour en revenir à notre Petite Dentelle, voyons un peu sa forme. On dit que de son côté nord elle se divise en deux brins tandis qu’au sud elle se divise en trois brins. 

Pour ce qui est de sa désignation, elle est connue sous le nom NGC 6960. Cependant, elle ne représente qu’une partie de cet objet. Le reste appartient à la troisième partie des dentelles que nous allons voir de suite. 

Le triangle de Pickering

Comme je viens de le dire, la dernière partie, appartient à NGC 6960, aussi appelée nébuleuse du Balai de Sorcière. Cette portion se nomme également Triangle de Pickering. 

Vous l’aurez sans doute compris, elle possède une forme de triangle et est, comme le reste des dentelles, filamenteuse. En revanche, ce que vous ignorez peut-être c’est l’origine de son nom. 

Elle s’appellerait Pickering en hommage à William Henry Pickering et/ou Edward Charles Pickering.Ces deux frères étaient tous deux astronomes et plusieurs objets astronomiques portent aujourd’hui leur nom. 

J’utilise ici le conditionnel, car aucune des pages que j’ai visitées pour écrire cet article n’en fait mention, pas même celles consacrées à ces deux astronomes. Mieux vaut donc rester prudente ! 

Pour en revenir à cet objet, il se trouve au nord-ouest des dentelles. Juste pour le plaisir des yeux, voici la nébuleuse du Balai de Sorcière, comprenant donc la Petite Dentelle et le Triangle de Pickering : 

ngc6960

NGC 6960 ou Nébuleuse du Balai de Sorcière
Crédits : Image Processing : Oliver Czernetz – Data : Digitized Sky Survey (POSS-II)

Je crains de ne vous avoir pas tout dit… En fait, les dentelles du Cygne constituent un objet du ciel profond beaucoup plus complexe qu’il n’y parait. En effet, il est découpé en de nombreuses parties, possédant chacune sa propre désignation, en plus des trois grandes. 

On peut citer ainsi NGC 6979 ou encore NGC 6974. Pas facile de s’y retrouver dans tout cela… Voici donc une photo des dentelles du Cygne au complet, avec l’emplacement des différentes sections : 

schéma dentelles du cygne

Après cette longue présentation, passons au rémanent suivant ! 

SN 1604

Comme nous l’avons vu avant, SN 1604, aussi appelée Supernova de Kepler, se situe dans la constellation d’Ophiuchus. Son rémanent associé est de type coquille. 

Sans plus attendre, je vous laisse enfin l’admirer !

SN1604

Rémanent de SN 1604 (ou Supernova de Kepler)
Crédits : X-ray : NASA/CXC/NCSU/M.Burkey et al; Infrared : NASA/JPL-Caltech

Et comme j’étais incapable de choisir laquelle de ces deux images j’allais mettre dans cet article… Voici SN 1604 sous un autre angle…

supernova de Kepler

Crédits : X-ray : NASA/CXC/SAO/D.Patnaude, Optical : DSS

Passons maintenant à IC 443 ! 

IC443

IC443 est un rémanent de type composite ! Eh oui, enfin un exemple de ce type !

Ce rémanent situé dans la constellation des Gémeaux est parfois appelé nébuleuse de la Méduse, mais il ne doit pas être confondu avec Abell 21, aussi surnommée nébuleuse de la Méduse. Cette dernière n’est pas un rémanent de supernova, mais une nébuleuse planétaire. Attention donc aux confusions.

Voici d’ailleurs ces deux objets, pour vous convaincre qu’ils sont bien distincts. 

IC 443 et Abell 21

Pour finir ce tour des rémanents de supernovae, laissez-moi vous présenter RCW 86. 

RCW 86

Il s’agit du rémanent de la plus vieille supernova connue, SN 185. Cette dernière est apparue entre les constellations du Compas et du Centaure. 

Elle aurait été observée par des astronomes chinois en 185. Je dis « aurait », car nous n’avons en réalité qu’une seule source écrite la décrivant. 

Vous voulez voir à quoi ressemble le rémanent d’une supernova aussi ancienne ? Le voici ! 

RCW 86

RCW 86
Crédits : X-ray : NASA/CXC/SAO & ESA; Infared : NASA/JPL-Caltech/B. Williams (NCSU)

Qui a dit que ce qui était vieux était moins beau ? 

Il s’agit d’un rémanent de type coquille ! Eh oui, encore un ! Étonnant n’est-ce pas, quand on sait qu’ils sont 84 % ? 

Pour les petits malins qui se posent la question, RCW fait référence aux noms de trois astronomes. En effet, Rodgers, Campbell et Whiteoak sont les noms des auteurs d’un catalogue astronomique datant de 1960. Oui, je suis d’accord avec vous, il y a trop de catalogues, trop de noms d’objets différents. 

J’en profite d’ailleurs pour vous dire que certains objets (comme IC 443) sont nommés IC… d’après l’Index Catalogue. Ce dernier est aussi appelé Index Catalogue of Nebulae. Voilà voilà…

Si quelqu’un se sent de reprendre tous les objets connus à ce jour sous différents noms et de créer un nouveau catalogue les contenant tous sous un nom pas trop pénible à retenir… Parce qu’on ne va pas se cacher que tous ces noms, cela embrouille quand même pas mal le cerveau à force…

En attendant, nous il nous reste encore un petit détail à voir…

Dépassement de la limite d’Oppenheimer-Volkoff

Vous vous souvenez, au début de l’article je vous parlais des limites de Chandrasekhar et d’Oppenheimer-Volkoff. Ce sont ces fameuses limites qui indiquent quelles masses peuvent posséder une naine blanche, une étoile à neutrons ou encore un trou noir. 

Vous savez également qu’une naine blanche peut, dans certains cas, dépasser la limite de Chandrasekhar. Cela engendre une supernova thermonucléaire comme nous l’avons vu. 

Mais si vous avez été attentif, j’ai également dit rapidement qu’une étoile à neutrons pouvait aussi dépasser sa limite maximale. Dans ce cas, l’étoile à neutrons donne un trou noir. 

Mais elle ne le fait pas n’importe comment ! Non, avant cela elle explose à nouveau sous forme de supernova ! 

Eh oui, une étoile à neutrons peut, au cours de sa mort, être à l’origine de deux supernovae à elle toute seule ! Bon, toutes les étoiles à neutrons ne donnent pas de trous noirs ! Mais quand même, sachez que cela est possible. 

Je vous remets ici le schéma récapitulatif des différents types de morts d’étoiles, au cas où vous l’auriez manqué.

schéma mort étoile

Pour conclure 

Voilà, les supernovae n’ont plus aucun mystère pour vous ! Enfin, si bien évidemment, les supernovae sont, comme la plupart des phénomènes astronomiques, très complexes. 

Il reste donc encore des parts d’ombre autour d’elles. Néanmoins, j’espère avoir éclairci un peu le terme supernova pour vous. 

En tout cas, cet article, ainsi que la série sur la mort des étoiles, est maintenant terminé. 

Et vous, vous avez de jolies photos de rémanents de supernova à nous partager ? Si c’est le cas, n’hésitez pas une seconde, postez-les dans les commentaires ! 

Mais surtout, n’oubliez pas, gardez la tête dans les étoiles pour observer les plus beaux rémanents ! 

Cet article est essentiellement fondé sur des recherches personnelles dans des livres et magazines scientifiques ainsi que des documentaires. Néanmoins, il est possible que certaines informations ne soient pas tout à fait exactes ou qu’elles soient incomplètes.

Si vous en voyez, nous tenons à nous excuser et nous serions ravies que vous nous le fassiez savoir dans les commentaires.

2 commentaires sur « Supernovae : Pourquoi et Comment les Étoiles Explosent ? »

  • Ceci n’est pas un commentaire mais une question qui m’intrigue:
    que devient la lumière des étoiles, voyage-t-elle indéfiniment “éternellement” dans l’Univers ou bien finit-elle par disparaître
    Merci pour votre réponse

    • Merci pour cette très bonne question ! La lumière est composée de photons qui sont des particules dont la durée de vie est infinie, elles ne “meurent” jamais. D’ailleurs, le fait que ces particules se déplacent à la vitesse de la lumière a pour conséquence qu’elles n’ont pas de temps propre comme vous et moi. Le temps ne s’écoule pas pour elles. La seule chose qui puisse empêcher les photons de voyager indéfiniment dans l’Univers serait qu’ils soient absorbés par des atomes, de la matière. Lorsque cela arrive, ils “disparaissent” effectivement mais sinon ils continuent à se déplacer dans l’Univers indéfiniment. Par extension, la lumière des étoiles voyage théoriquement éternellement dans l’Univers sauf si elle est absorbée en totalité par de la matière.

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