Pour la toute première fois, des scientifiques ont obtenu une preuve visuelle qu'une étoile a connu une fin pour le moins spectaculaire : une double explosion. En scrutant les vestiges de la supernova SNR 0509-67.5 avec le Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO), une équipe a décelé des indices confirmant qu'une étoile a bien subi deux détonations successives.
Publiée dans Nature Astronomy, la découverte apporte un éclairage nouveau sur des explosions qui façonnent notre Univers.
Le mystère des supernovae de type Ia
Les explosions d'étoiles, ou supernovae, ne sont pas toutes identiques. L'une des catégories les plus importantes pour les astronomes, la supernova de type Ia, provient d'une naine blanche. Il s'agit du cœur dense et inactif laissé par une étoile de taille modeste, comme notre Soleil, après avoir épuisé son carburant.
Ces supernovae sont des outils précieux. « Les explosions de naines blanches jouent un rôle crucial en astronomie », explique Priyam Das, doctorant à l'université de Nouvelle-Galles du Sud à Canberra en Australie. Elles sont à la base de notre connaissance de l'expansion de l'Univers et constituent la source principale du fer sur Terre. « Pourtant, malgré leur importance, l'énigme du mécanisme exact déclenchant leur explosion restait entière. »
Le scénario classique met en scène une naine blanche en couple avec une autre étoile. Assez proche, elle « vole » de la matière à sa compagne jusqu'à atteindre une masse critique, la limite de Chandrasekhar, provoquant une unique et gigantesque explosion. Mais des études récentes suggéraient qu'une autre histoire était possible.
La confirmation d'une double détonation
Un nouveau modèle, celui de la double détonation, vient de trouver sa preuve. Dans ce scénario alternatif, la naine blanche s'enveloppe d'une couche d'hélium dérobé à son étoile partenaire. Cette couverture devient instable et s'enflamme dans une première explosion. L'onde de choc générée se propage alors vers l'intérieur et déclenche une seconde détonation, cette fois au cœur même de la naine blanche. C'est cette réaction en chaîne qui crée la supernova.
Jusqu'à présent, aucune preuve visuelle directe ne venait appuyer cette théorie. Les astronomes avaient toutefois prédit qu'un tel processus laisserait une signature unique dans les restes de l'explosion, une sorte d'empreinte digitale visible des siècles plus tard : deux coquilles de calcium distinctes. C'est ce que l'équipe d'astronomes a trouvé en observant les vestiges de SNR 0509-67.5.
Ivo Seitenzahl, qui a dirigé les observations, confirme que ces résultats montrent « une indication claire que les naines blanches peuvent exploser bien avant d'atteindre la fameuse masse limite de Chandrasekhar, et que le mécanisme de ' double-détonation ' se produit bien dans la nature ».
Une découverte fondamentale et un spectacle cosmique
Au-delà de la résolution de cette énigme, cette découverte est fondamentale. Les supernovae de type Ia aident dans la mesure des distances dans l'espace.
L'ESO souligne que c'est grâce à elles que la découverte de l'expansion accélérée de l'Univers a été récompensée par le prix Nobel de physique en 2011. Mieux comprendre comment elles explosent permet alors d'affiner les instruments de mesure de l'Univers.
Pour Priyam Das, cette observation n'est pas qu'une avancée scientifique. « Cette preuve tangible d'une double détonation n'aide pas seulement à résoudre un mystère de longue date, mais offre aussi un spectacle visuel. »
N.B. : Source image : ESO.
