Il y a quelques endroits dans l'Univers qui défient la compréhension. Et les supernovae doivent être les endroits les plus extrêmes que vous puissiez imaginer. Nous parlons d'une étoile avec potentiellement des dizaines de fois la taille et la masse de notre propre Soleil qui meurt violemment en une fraction de seconde.
Plus vite qu'il ne me faut pour dire le mot supernova, une étoile complète s'effondre sur elle-même, créant un trou noir, formant les éléments les plus denses de l'Univers, puis explosant vers l'extérieur avec l'énergie de millions voire de milliards d'étoiles.
Mais pas dans tous les cas. En fait, les supernovae ont différentes saveurs, à partir de différents types d'étoiles, se terminant par différents types d'explosions et produisant différents types de restes.
Il existe deux principaux types de supernovae, le type I et le type II. Je sais que cela semble un peu contre-intuitif, mais commençons par le Type II en premier.
Ce sont les supernovae produites lorsque des étoiles massives meurent. Nous avons fait un show complet sur ce processus, donc si vous voulez le regarder maintenant, vous pouvez cliquer ici.
Mais voici la version courte.
Les étoiles, comme vous le savez, convertissent l'hydrogène en fusion en leur cœur. Cette réaction libère de l'énergie sous forme de photons, et cette légère pression pousse contre la force de gravité essayant d'attirer l'étoile sur elle-même.
Notre Soleil n'a pas la masse pour supporter les réactions de fusion avec des éléments au-delà de l'hydrogène ou de l'hélium. Ainsi, une fois que tout l'hélium est épuisé, les réactions de fusion s'arrêtent et le Soleil devient une naine blanche et commence à se refroidir.
Mais si vous avez une étoile avec 8-25 fois la masse du Soleil, elle peut fusionner des éléments plus lourds en son cœur. Quand il manque d'hydrogène, il passe à l'hélium, puis au carbone, au néon, etc., tout en haut du tableau périodique des éléments. Cependant, lorsqu'elle atteint le fer, la réaction de fusion prend plus d'énergie qu'elle n'en produit.
Les couches externes de l'étoile s'effondrent vers l'intérieur en une fraction de seconde, puis explosent en supernova de type II. Vous vous retrouvez avec une étoile à neutrons incroyablement dense comme un reste.
Mais si l'étoile d'origine avait plus d'environ 25 fois la masse du Soleil, le même effondrement du noyau se produit. Mais la force du matériau tombant vers l'intérieur fait s'effondrer le noyau dans un trou noir.
Des étoiles extrêmement massives avec plus de 100 fois la masse du Soleil explosent sans laisser de trace. En fait, peu de temps après le Big Bang, il y avait des étoiles avec des centaines, et peut-être même des milliers de fois la masse du Soleil faite d'hydrogène pur et d'hélium. Ces monstres auraient vécu des vies très courtes, explosant avec une quantité d'énergie incompréhensible.
Ce sont de type II. Le type I est un peu plus rare et est créé lorsque vous avez une situation d'étoile binaire très étrange.
Une étoile de la paire est une naine blanche, le vestige mort depuis longtemps d'une étoile de la séquence principale comme notre Soleil. Le compagnon peut être tout autre type d'étoile, comme une géante rouge, une étoile de séquence principale ou même une autre naine blanche.
Ce qui compte, c'est qu'ils soient suffisamment proches pour que le nain blanc puisse voler de la matière à son partenaire et l'accumuler comme une couverture étouffante d'explosivité potentielle. Lorsque la quantité volée atteint 1,4 fois la masse du Soleil, le nain blanc explose en supernova et se vaporise complètement.
En raison de ce ratio de 1,4, les astronomes utilisent les supernovae de type Ia comme «bougies standard» pour mesurer les distances dans l'Univers. Puisqu'ils savent combien d'énergie il a explosé, les astronomes peuvent calculer la distance jusqu'à l'explosion.
Il existe probablement d'autres événements, encore plus rares, qui peuvent déclencher des supernovae, et des éclats d'hypernovae et de rayons gamma encore plus puissants. Il s'agit probablement de collisions entre des étoiles, des naines blanches et même des étoiles à neutrons.
Comme vous l’avez probablement entendu, les physiciens utilisent des accélérateurs de particules pour créer des éléments plus massifs sur le tableau périodique. Des éléments comme l'ununseptium et l'ununtrium. Il faut énormément d'énergie pour créer ces éléments en premier lieu, et ils ne durent qu'une fraction de seconde.
Mais dans les supernovae, ces éléments seraient créés, et bien d'autres. Et nous savons qu'il n'y a pas d'éléments stables plus haut dans le tableau périodique, car ils ne sont pas ici aujourd'hui. Une supernova est un bien meilleur broyeur de matière que n'importe quel accélérateur de particules que nous pourrions imaginer.
La prochaine fois que vous entendrez une histoire sur une supernova, écoutez attentivement le type de supernova qu'il s'agissait: Type I ou Type II. Quelle masse avait l'étoile? Cela aidera votre imagination à envelopper votre cerveau autour de cet événement incroyable.
