Thread : comprendre la cause d’une supernova
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L’astrophysique n’est pas le domaine le plus simple à comprendre (c’est un euphémisme). Chez Twog, on adore quand des spécialistes nous vulgarisent des phénomènes complexes, comme ci-dessous avec l’exemple d’une étoile et de son implosion (supernova) dont personne n’a pu profiter… jusqu’à aujourd’hui.
Un thread de @EricLagadec
Le satellite qui observe en rayons X IXPE vient de publier sa première image. Le reste d'une supernova observée depuis la Terre il y a environ 300 ans: Cassiopée A. C'est quoi? Thread👇 pic.twitter.com/Fdpbh6cgfD
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Tout d'abord, un retour en arrière. L'étoile qui a engendré cette supernova s'est formée dans un immense nuage de gaz, comme celui-ci. (© NASA/ESA) pic.twitter.com/WJ1KNgtxGF
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Sous l'effet de la gravitation, un nuage de gaz peut s'effondrer. Au centre, la matière se rapproche: les atomes fusionnent. Les petits atomes d'hydrogène du nuage sont transformés en plus gros atomes d'hélium. Ce sont des réactions nucléaires de fusion. pic.twitter.com/cjlPqWTgEN
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Dans le cœur on a donc de plus en plus d'hélium, avec de l’hydrogène autour. Quand il n'y aura plus que de l'hélium dans le cœur, les réactions nucléaires vont s'arrêter. La gravitation va faire que l'étoile va se contracter… et se réchauffer! Et alors? pic.twitter.com/7Q44dOT50G
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Et bien on aura alors assez d'énergie pour fusionner les atomes d'hélium. Ça va donner du carbone et de l'oxygène! pic.twitter.com/cmdugYiLNe
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Les étoiles comme le soleil vont s'arrêter là, leur masse n'est pas assez grande, leur gravitation ne permettra pas de fusionner le carbone. Les étoiles massives ont plus de force!! pic.twitter.com/GlgW2w1cGl
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Elles vont ainsi créer des atomes de plus en plus lourds dans leur cœur, créant une étoile en structure d'oignons, avec des atomes massifs au centre et de l'hydrogène en périphérie. pic.twitter.com/D6ix38BHNO
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Ces réactions sont de plus en plus rapide, il fait de plus en plus chaud dans le cœur de l'étoile! pic.twitter.com/hsxjfI28ak
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Pour vous donner une idée, voici la durée de chaque phase de fusion nucléaire pour une étoile d'environ 10 fois la masse du soleil, comme celle qui a engendré la supernova de Cassiopée A. Tout va de plus en plus vite!! pic.twitter.com/Z3VcZLn1CK
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
C'est difficile à imaginer non? Alors imaginons qu'une étoile vive 24h. Elle passerait alors 22h24 à fusionner de l'hydrogène, et 1h35 à fusionner de l'hélium. Presque minuit moins 5, seulement deux réactions… va falloir accélérer!! pic.twitter.com/lHqmjh1zMI
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Les réactions du carbone et du Néon durent respectivement 6.99s et 6 ms… allez, on accélère! pic.twitter.com/GSR066u2Lc
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Il reste 0.03 milliseconde et on commence à fusionner du Silicium… ça donne du Fer. pic.twitter.com/2jFD1reUV2
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Et là, tout s'arrête: la fusion du Fer nécessite plus d'énergie qu'elle en produit, c'est la fin. La gravité l'emporte. L'étoile s'effondre, en moins de 1s (en vrai cette fois-ci, pas rapporté à 24h), tout se retrouve au centre de l'étoile et rebondit: c'est une supernova ! pic.twitter.com/BsjNPo6swI
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Tous les atomes créés au cours de la vie de l'étoile vont servir à enrichir la galaxie, on pourra ainsi former de nouvelles étoiles, qui contiendront ces éléments, celles-ci formeront peut être des planètes, de la vie… c'est cool non? pic.twitter.com/WNTXqdvrdz
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
C'est ce qui est arrivé à Cassiopée A il y a …. ben on sait pas en fait! pic.twitter.com/Cxlpv3PRSU
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
On suppose, en mesurant la vitesse d'expansion du gaz, que la supernova aurait dû être observée depuis la Terre il y a environ 300 ans, mais à priori rien n'a été observé. Une supernova à 11000 années lumière, dans notre galaxie… ça aurait dû donner un truc brillant! pic.twitter.com/JONPpju6vg
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Mais non! Le rémanent de supernova n'a été découvert qu'en 1947. Pendant la seconde guerre mondiale, pas mal de technologies de détecteurs en ondes radios ont été développées. Des scientifiques s'en sont servis après la guerre pour l'astronomie. pic.twitter.com/n9ScGktFtX
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Rapidement, on se rend compte que cette source, nommée Cas A (dans la constellation de Cassiopée) est la plus brillante du ciel radio après le Soleil! (© NRAO/VLA) pic.twitter.com/9vWeKBOMLU
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Alors pourquoi personne ne l'a vue il y a 300 ans, quand la lumière de la supernova aurait dû arriver sur terre?? pic.twitter.com/SmViKTaVQ1
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Il faut savoir qu'avant d'exploser, certaines étoiles, quand elles sont des supergéantes rouges, éjectent beaucoup de gaz et de poussière, comme Bételgeuse (vue d'artiste, © @ESO/ @PierreKervella) poke @Astro_MiguelM pic.twitter.com/wy4ldCRgLs
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Je retrace l'éjection de gaz et de poussière par Bételgeuse ici: https://t.co/eRUClIaLtC
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Mais quel est le lien avec la supernova Cassiopée A? pic.twitter.com/sXG8WyK7nb
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Il semblerait qu'au moment de l'explosion, cette étoile se trouvait dans un cocon de gaz et de poussière qu'elle avait créé en éjectant justement ce gaz et cette poussière. Cette matière autour de l'étoile, tel un brouillard, nous a empêché de voir l'explosion! pic.twitter.com/jvFidwEuDY
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
On observe le reste de l'explosion avec différents télescopes depuis, et on la voit, presque en direct, enrichir notre galaxie comme ici: https://t.co/KhIkA7mWEx Ou encore avec cette nouvelle image donc! pic.twitter.com/DSe8awB19o
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
Je viens donc de vous parler de l'une des dernières explosions de supernova de notre Galaxie, il y a 300 ans… j'espère bien en voir une de mon vivant. Quelle étoile voudriez-vous voir exploser? Devinez laquelle de mon côté! Bonne fin de journée!! (© @ESO/ @EricLagadec) pic.twitter.com/u6GEFjJ7Ko
— Eric Lagadec (@EricLagadec) October 21, 2022
