Supernova de type Ia

Une naine blanche qui explose, le nickel qui la fait briller des semaines, et comment son éclat a mesuré l'univers en accélération

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Étape par étape

Une étoile morte qui explose

Une supernova de type Ia est une naine blanche, la braise d'une étoile morte semblable au Soleil, qui se déchire elle-même. Celle-ci est nourrie par une étoile compagne.

Certaines naines blanches ont une compagne proche. Du gaz coule d'elle vers la naine blanche et se pose dans un disque chaud, si bien que la naine blanche gagne lentement de la masse. Sur l'image, la naine blanche est dessinée bien des fois plus grande qu'à l'échelle, pour qu'on la voie à côté de sa compagne.

Le point de bascule

Avant d'atteindre la limite, le centre devient assez dense et chaud pour que le carbone commence à fusionner. D'où vient la masse en plus n'est pas tranché : du gaz d'une compagne, ou la fusion avec une autre naine blanche. SN 2011fe, repérée quelques heures après son explosion en 2011, n'a montré aucun signe d'une géante compagne (Li et al., 2011).

L'emballement

La fusion dans une naine blanche ne peut pas faire gonfler et refroidir l'étoile, comme dans une étoile semblable au Soleil, si bien qu'elle s'emballe : la flamme chauffe le gaz et le gaz plus chaud brûle plus vite. Les modèles suggèrent que la flamme démarre lentement puis devient une détonation supersonique. Le comment exact est encore débattu.

Nickel, cobalt, fer

Le nickel 56 est radioactif, et sa désintégration, puis celle du cobalt 56, émet des rayons gamma qui chauffent les débris épais et les font briller. Sans eux, l'explosion s'éteindrait vite. Une grande part du fer qui nous entoure, y compris dans notre sang, aurait été fabriquée dans des explosions comme celle-ci.

La courbe de lumière

Les vraies supernovae de type Ia diffèrent un peu : les plus brillantes faiblissent plus lentement, une relation trouvée par Mark Phillips en 1993 qui permet de les corriger. Ce modèle simple suppose que tous les rayons gamma restent piégés, si bien qu'il faiblit plus lentement que les vraies après environ deux mois.