Supernova

Une supernova est une explosion stellaire extrêmement lumineuse. Certaines résultent de l’effondrement du cœur d’une étoile massive, d’autres de l’explosion thermonucléaire d’une naine blanche. La phase lumineuse peut durer des semaines ou des mois : elle ne se confond pas avec les secondes durant lesquelles se déroule l’effondrement.

Pourquoi une étoile explose-t-elle ?

Les étoiles vivent grâce à la fusion nucléaire qui se produit dans leur cœur : elles transforment l’hydrogène en hélium, produisant l’énergie qui les fait rayonner et les maintient contre l’effondrement gravitationnel. Quand elles épuisent leurs réserves de combustible, l’équilibre se rompt.

Pour certaines étoiles initialement plus massives qu’environ huit Soleils, le cœur finit par s’effondrer. Le choc qui se forme peut être relancé par l’énergie déposée par les neutrinos et expulser les couches extérieures. C’est une supernova à effondrement de cœur. Le résidu peut être une étoile à neutrons ou un trou noir ; toutes les étoiles massives ne produisent pas une explosion visible identique.

Une supernova de type Ia provient d’une explosion thermonucléaire impliquant une naine blanche dans un système binaire. Le transfert de matière par un compagnon et la fusion de deux naines blanches font partie des scénarios étudiés. Leurs luminosités peuvent être standardisées, ce qui en fait des outils essentiels pour mesurer les distances cosmologiques.

L’usine cosmique des éléments

Les supernovas dispersent dans le milieu interstellaire des éléments produits avant et pendant l’explosion, notamment de l’oxygène, du calcium et du fer. L’origine des éléments plus lourds repose aussi sur les captures de neutrons dans des étoiles évoluées et lors d’événements comme les fusions d’étoiles à neutrons. L’or ou l’uranium ne doivent donc pas être attribués à toutes les supernovas.

La supernova 1987A

En 1987, une supernova visible à l’œil nu a été observée dans le Grand Nuage de Magellan, à 168 000 années-lumière. C’est la plus proche supernova observée depuis 1604. Elle a permis de vérifier de nombreuses prédictions théoriques et de détecter pour la première fois des neutrinos provenant d’une explosion stellaire. Son rémanent continue d’être surveillé aujourd’hui par le télescope James Webb.

Le saviez-vous ?

Les supernovas à effondrement de cœur émettent un flux énorme de neutrinos, particules de très faible masse interagissant peu avec la matière. Ceux de SN 1987A ont été détectés plusieurs heures avant l’arrivée de la lumière visible de l’explosion : ils s’échappent des régions internes plus facilement que les photons.

Questions fréquentes

Le Soleil peut-il exploser en supernova ?

Non. Le Soleil n’est pas assez massif pour finir en supernova. Dans environ cinq milliards d’années, il deviendra une géante rouge, puis se contractera en naine blanche, rejetant ses couches extérieures sous forme de nébuleuse planétaire.

À quelle fréquence se produisent les supernovas ?

Dans une galaxie comme la Voie Lactée, une supernova se produit en moyenne deux à trois fois par siècle. Dans notre Galaxie, la dernière observée à l’œil nu est SN 1604, connue sous le nom de supernova de Kepler.

Une supernova proche pourrait-elle menacer la Terre ?

Une supernova suffisamment proche pourrait affecter l’atmosphère terrestre. Le risque dépendrait de sa distance, de l’énergie émise et du rayonnement reçu ; une distance unique ne constitue pas une frontière de sécurité universelle.