supernova.

supernova. n.f., gigantesque explosion stellaire au cours de laquelle la luminosité de l'étoile progénitrice atteint plusieurs milliards de fois celle du Soleil. Une partie de la matière stellaire est expulsée à des vitesses élevées, ne laissant éventuellement subsister qu'une étoile à neutrons ou un trou noir. En 1987, l'apparition, dans le Grand Nuage de Magellan, de la supernova SN1987a a marqué une nouvelle ère dans l'étude de ces objets, car on a pu suivre précisément l'évolution de sa luminosité dans différentes longueurs d'onde et identifier l'étoile progénitrice. L'observation des supernovae n'est pas nouvelle, puisque les premiers écrits en relatant la découverte sont chinois et datent de l'an 185 de notre ère. Depuis, d'autres supernovae ont été découvertes, notamment celle de 1054, dont les restes forment la nébuleuse du Crabe, et celles observées par Tycho Brahe (1572) et Kepler (1604). Dans notre galaxie, le taux d'explosions de supernovae est estimé à deux à trois par siècle. La forte absorption du gaz interstellaire rend invisibles la plupart d'entre elles. La matière éjectée par les supernovae est très enrichie en éléments lourds comme le fer dont elles constituent la seule source dans l'Univers. Il faut distinguer deux types de supernovae. Le type I correspond à des astres dont la luminosité décroît régulièrement après l'explosion et dont les restes sont dépourvus d'hydrogène. Au contraire, le type II présente une courbe de lumière plus irrégulière, et l'hydrogène y est présent. Les supernovae de type I sont vraisemblablement issues d'un système binaire formé d'une géante rouge et d'une naine blanche qui subit une forte accrétion de matière venant de son compagnon. Lors de sa phase de gonflement, la géante rouge déborde de son lobe de Roche et sa matière se déverse en spiralant autour de son compagnon et, l'écrasant sous son poids, en fait augmenter la température et la densité. À 400 millions de degrés, les noyaux de carbone 12 fusionnent. Cette combustion se fait en milieu dégénéré où la pression du gaz dépend peu de sa température. Le taux de réactions nucléaires, très sensible à la température, augmente violemment et emballe les cycles de fusion. En quelques centièmes de seconde, la température passe de quelques centaines de millions à quelques milliards de degrés. Une onde de déflagration se propage vers l'extérieur à une vitesse de l'ordre de 1 000 km/s et brûle le combustible nucléaire sur son chemin. En quelques secondes, une gigantesque explosion thermonucléaire volatilise la naine blanche et expulse sa matière en ne laissant aucun résidu compact. Les célèbres supernovae de Tycho Brahe (1572) et de Kepler (1604) étaient de type I. Les supernovae de type II sont issues de l'implosion du coeur d'une étoile massive (huit fois plus que le Soleil) et marquent l'aboutissement de leur évolution. À la fin de sa vie, une étoile massive a subi une augmentation considérable de son rayon en devenant une géante rouge. Son coeur, désormais constitué de fer, est devenu énergétiquement stérile, et la disparition des sources d'énergie nucléaire provoque sa contraction. L'énergie gravitationnelle libérée par cette contraction se traduit par une élévation de la température, qui devient telle que les noyaux de fer sont détruits par photodissociation, produisant treize noyaux d'hélium et quatre neutrons. Une forte déperdition d'énergie thermique, due à l'échappement des neutrinos, provoque l'accélération de l'effondrement du coeur de fer. La capture des électrons par les noyaux, transformant les protons en neutrons, attise ce processus. En un dixième de seconde, la densité centrale atteint 1 Mt .cm -3. Le coeur de l'étoile se transforme en une sphère de neutrons d'une dizaine de kilomètres de diamètre ayant la masse du Soleil : une étoile à neutrons. Les couches encore en effondrement s'écrasent à sa surface, devenue très rigide. Le violent rebond qui s'ensuit crée une onde de choc qui va remonter dans les couches extérieures de l'étoile et la fera exploser. La matière entourant l'étoile à neutrons est expulsée à des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de kilomètres par seconde. L'étoile à neutrons survit à l'explosion et peut ensuite se manifester comme pulsar. La supernova du Crabe était de type II. 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