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Des chercheurs découvrent des tempêtes de poussière cosmique provenant d’une supernova de type 1a

La poussière cosmique – comme la poussière sur Terre – est constituée de groupes de molécules qui se sont condensées et collées les unes aux autres dans un grain. Mais la nature exacte de la création de poussière dans l’univers est restée longtemps un mystère. Une équipe internationale d’astronomes de Chine, des États-Unis, du Chili, du Royaume-Uni, d’Espagne, etc., a fait une découverte importante en identifiant une source de poussière jusqu’alors inconnue dans l’univers : une supernova de type 1a qui interagit avec le gaz de son environnement.

L’étude a été publiée dans Nature Astronomy le 9 février et a été dirigée par le professeur Wang Lingzhi du South America Center for Astronomy de l’Académie chinoise des sciences.

On sait que les supernovae jouent un rôle dans la formation de poussières. Jusqu’à présent, la formation de poussières n’a été observée que dans les supernovae à effondrement de cœur, c’est-à-dire dans l’explosion d’étoiles massives. Comme les supernovae d’effondrement du noyau ne se produisent pas dans les galaxies elliptiques, la nature de la création de poussière dans ces galaxies est restée insaisissable.

Croquis schématique de SN 2018evt aux différentes phases. Crédit : arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2310.14874

Ces galaxies ne sont pas organisées en spirale comme notre Voie lactée, mais sont de gigantesques essaims d’étoiles. Cette étude montre que les supernovae thermonucléaires de type 1a, l’explosion d’étoiles naines blanches dans des systèmes binaires avec une autre étoile, peuvent être à l’origine d’une quantité importante de poussière dans ces galaxies.

Les chercheurs ont surveillé une supernova, SN 2018evt, pendant plus de trois ans en utilisant des installations spatiales telles que les missions Spitzer Space Telescope et NEOWISE de la NASA, des installations terrestres telles que le réseau mondial de télescopes de l’observatoire Las Cumbres et d’autres installations en Chine, en Amérique du Sud et en Australie. Ils ont découvert que la supernova se heurtait à des matériaux rejetés par l’une ou les deux étoiles du système binaire avant l’explosion de la naine blanche, et que la supernova envoyait une onde de choc dans ce gaz préexistant.

Pendant plus d’un millier de jours de surveillance de la supernova, les chercheurs ont remarqué que sa lumière commençait à diminuer brusquement dans les longueurs d’onde optiques que nos yeux peuvent voir, puis qu’elle devenait plus brillante dans l’infrarouge. Il s’agit d’un signe révélateur de la création de poussière dans le gaz circumstellaire après son refroidissement suite au passage de l’onde de choc de la supernova.

« Les origines de la poussière cosmique sont depuis longtemps un mystère. Cette étude marque la première détection d’un processus important et rapide de formation de poussière dans la supernova thermonucléaire interagissant avec le gaz circumstellaire », a déclaré le professeur Wang, premier auteur de l’étude.

Les auteurs de l’étude estiment qu’une grande quantité de poussière a dû être créée par cette seule supernova, une quantité égale à plus de 1 % de la masse du soleil. À mesure que la supernova se refroidit, la quantité de poussière créée devrait augmenter, voire décupler. Bien que ces usines à poussière ne soient pas aussi nombreuses ou efficaces que les supernovae d’effondrement du noyau, il se peut que ces supernovae thermonucléaires interagissent suffisamment avec leur environnement pour constituer une source importante, voire dominante, de poussière dans les galaxies elliptiques.

« Cette étude donne un aperçu de la contribution des supernovae thermonucléaires à la poussière cosmique, et l’on peut s’attendre à ce que d’autres événements de ce type soient découverts à l’ère du télescope spatial James Webb (JWST) », a déclaré le professeur Wang Lifan, de l’université A&M du Texas, coauteur de l’étude. Le télescope Webb perçoit la lumière infrarouge, qui est parfaite pour la détection des poussières.

« La création de poussière n’est qu’un gaz qui devient suffisamment froid pour se condenser », explique le professeur Andy Howell de l’observatoire Las Cumbres et de l’université de Californie à Santa Barbara. Howell est le chercheur principal du Global Supernova Project, dont les données ont été utilisées dans l’étude. « Un jour, cette poussière se condensera en planétésimaux et, finalement, en planètes. Il s’agit d’une création qui repart à zéro dans le sillage de la mort stellaire. Il est passionnant de comprendre un autre lien dans le cercle de la vie et de la mort dans l’univers ».

Adaptation Terra Projects

source : https://phys.org/

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