Le 23 février 1987, la lumière d'une étoile géante qui explose a atteint la Terre. L'événement, qui a eu lieu dans le Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie à 168000 années-lumière de distance qui fait le tour de notre Voie Lactée, était la supernova la plus proche à se produire en près de 400 ans, et la première depuis l'invention des télescopes modernes.
Plus de 30 ans plus tard, une équipe a utilisé pour la première fois des observations aux rayons X et des simulations physiques pour mesurer avec précision la température des éléments dans le gaz autour de l'étoile morte. Alors que les ondes de choc ultra-rapides du cœur de la supernova se brisent en atomes dans le gaz environnant, elles chauffent ces atomes à des centaines de millions de degrés Fahrenheit.
Les résultats ont été publiés le 21 janvier dans la revue Nature Astronomy.
Sortir avec un bang
Lorsque les étoiles géantes atteignent la vieillesse, leurs couches extérieures se détachent et se refroidissent en d'énormes structures résiduelles autour de l'étoile. Le noyau de l'étoile crée une explosion de supernova spectaculaire, laissant derrière lui une étoile à neutrons ultradense ou un trou noir. Les ondes de choc de l'explosion se propagent à un dixième de la vitesse de la lumière et frappent le gaz environnant, le chauffant et le faisant briller sous des rayons X brillants.
Le télescope spatial Chandra à rayons X de la NASA surveille les émissions de la supernova 1987A, comme l'étoile morte est connue, depuis le lancement du télescope il y a 20 ans. À cette époque, la supernova 1987A a surpris les chercheurs à maintes reprises, a déclaré à Live Science David Burrows, physicien à la Pennsylvania State University et co-auteur du nouveau document. "Une grande surprise a été la découverte d'une série de trois anneaux autour d'elle", a-t-il déclaré.
Depuis 1997 environ, l'onde de choc de la supernova 1987A interagit avec l'anneau le plus intérieur, appelé l'anneau équatorial, a déclaré Burrows. En utilisant Chandra, lui et son groupe ont surveillé la lumière créée par les ondes de choc alors qu'elles interagissent avec l'anneau équatorial afin d'apprendre comment le gaz et la poussière dans l'anneau se réchauffent. Ils voulaient comprendre les températures de différents éléments dans le matériau lorsque le front de choc l'engloutit, un problème de longue date qui a été difficile à déterminer avec précision.
Pour aider dans les mesures, l'équipe a créé des simulations informatiques 3D détaillées de la supernova qui ont démêlé les nombreux processus en jeu - la vitesse de l'onde de choc, la température du gaz et les limites de résolution des instruments de Chandra. À partir de là, ils ont pu déterminer la température d'un large éventail d'éléments, des atomes légers comme l'azote et l'oxygène, jusqu'aux plus lourds comme le silicium et le fer, a déclaré Burrows. Les températures variaient de millions à des centaines de millions de degrés.
Les résultats fournissent des informations importantes sur la dynamique de la supernova 1987A et aident à tester des modèles d'un type spécifique de front de choc, Jacco Vink, astrophysicien de haute énergie à l'Université d'Amsterdam aux Pays-Bas, qui n'était pas impliqué dans le travail, a déclaré à Live. Science.
Parce que les particules chargées du souffle ne frappent pas les atomes dans le gaz environnant, mais dispersent plutôt les atomes de gaz en utilisant des champs électriques et magnétiques, ce choc est connu comme un choc sans collision, a-t-il ajouté. Le processus est commun dans tout l'univers, et donc mieux le comprendre aiderait les chercheurs avec d'autres phénomènes, tels que l'interaction du vent solaire avec des matériaux interstellaires et des simulations cosmologiques sur la formation de structures à grande échelle dans l'univers.
