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Supernova de type Ia

Du temps que j'étais jeune et naïf, je croyais tout ce que je lisais dans les livres de vulgarisation scientifique. En particulier, je croyais que les supernovae résultaient de l'évolution naturelle d'une étoile massive arrivée au bout de son carburant thermonucléaire, et s'effondrant subitement sous sa propre gravité avant de rebondir en une explosion gigantesque, ensemençant l'univers en éléments lourds créés au cours des quelques secondes de phase critique.

Et puis récemment, je bricolais dans mon garage avec du carbone et de l'oxygène, et j'ai découvert un truc rigolo. Figurez-vous que si vous avez une naine blanche à portée de main, pesant pas très loin de la limite de Chandrasekhar (1,44 masses solaires), vous pouvez faire une farce amusante à vos amis : mettez votre naine blanche en orbite autour d'une vieille étoile toute pourrie (vous en avez sûrement une chez vous), et attendez que cette étoile arrive en fin de vie. Elle va rougir et gonfler. Du coup, une partie de l'enveloppe vient s'approcher dangereusement de votre naine blanche, et forme un très joli disque d'accrétion.

Car quand un flot de matière tombe sur un corps céleste très dense, comme une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir, elle se met d'abord sous forme d'un disque qui orbite, et par la suite, toutes ces cochonneries se frottent les unes contre les autres, et chauffent. En chauffant, elles perdent de l'énergie, et donc de l'altitude, elles tournent donc plus près. Et plus vite. donc, elles se frottent plus, elles chauffent plus, et descendent de plus en plus vite. Au final, ça tombe à la surface de l'objet en émettant des flots de radiations.

Bref, du coup, voilà que notre naine blanche devient de plus en plus lourde. Mais au fait, c'est quoi une naine blanche ? C'est le destin qui attend les petites étoiles comme le soleil : après avoir consumé son hydrogène, notre étoile va se mettre à brûler son hélium, mais beaucoup plus vite, en produisant plus d'énergie, et en gonflant démesurément (en englobant, dans notre cas, l'orbite de la Terre). Du coup, il va se former des éléments plus lourds, principalement du carbone et de l'oxygène. Ce processus finit par expulser dans l'espace profond les couches supérieures de l'étoile, et ne va pas plus loin. Il reste donc un résidu de la taille d'une planète comme la terre, et qui est très chaud (c'est normal, vu que ça vient de se contracter). Et ça refroidit lentement, très lentement, ça met des milliards d'années, en fait, ça met tellement de temps que les premières naines blanches apparues après le big bang sont encore à quelques milliers de degrés. Mais si on lui fout la paix, ça va se transformer en un objet mort, invisible et noir, qui se fera oublier à tout jamais dans l'infinité du cosmos.

Ah oui, mais ce n'est pas le cas de notre sujet, puisque je vous le rappelle, elle grossit à cause de son disque d'accrétion. Donc elle prend du poids, sa gravité augmente, ainsi que la pression en son sein. Normalement, vu la pression colossale, les atomes de carbone et d'oxygène devraient se rentrer les uns dans les autres pour fusionner, mais ce n'est pas ce qui se passe, à cause d'un phénomène quantique, la dégénerescence électronique. Ne cherchez pas à savoir ce que c'est, disons que ça soutient solidement la structure de l'étoile, jusqu'à une certaine limite. La limite de Chandrasekhar, pour être précis.

Extrait de *Défonce-moil le trou noir*, avec Chandra X
Total souk in da hood


Un jour, donc, la pression devient trop importante, même pour la mécanique quantique. Quelque part, dans un petit recoin du coeur, les atomes de carbone et d'oxygène commencent à fusionner pour donner du nickel 56. Ceci dégage de l'énergie, exactement comme une bombe atomique. Cette énergie se propage sous forme d'une détonation supersonique qui parcourt toute l'étoile en une fraction de seconde. Sur le passage de l'onde de choc, encore plus de carbone et d'oxygène fusionne. C'est là le plus fascinant de l'histoire, il s'agit tout de même d'un engin de la taille de la Terre. Et ça se propage en moins d'une seconde. Inutile de vous dire que ça dégage pas mal d'énergie. Prenez une bombe atomique par exemple, ça fait du dégât, on est d'accord. Pourtant, il ne s'agit que de quelques kilos de matières fissile. Là, ce ne sont pas des kilos, ni des tonnes, c'est 1,44 fois la masse du soleil.

Si vous avez investi dans la pierre à côté, c'est un mauvais plan pour vous. Ce phénomène, qu'on appelle une supernova de type Ia, est remarquablement constant, environ 5 milliards de fois la puissance du soleil. Une telle explosion se produisant quelque part dans notre galaxie serait parfaitement visible en plein jour, c'est déjà arrivé historiquement. Si par malheur ça explose dans notre voisinage, à moins de 200 années-lumière de la Terre, les radiations nucléaires vont probablement rôtir la planète jusqu'au fond des océans.

Extrait de *L'orbite d'Uranus*
Supernova de type Ia explosant dans une galaxie.
Notez la brillance relative de la galaxie (qui
compte des milliards d'étoiles) et de la supernova.


Heureusement, ça ne risque pas d'arriver près de chez nous.

Aucune chance.

Enfin, quasiment.
Tags: science
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