When stars fail to explode
a nébuleuse du Crabe vue par le télescope spatial Hubble. Crédit : NASA/HST Heritage
De nombreuses étoiles meurent de façon spectaculaire en explosant en supernovae. Lors de ces violentes explosions, elles laissent derrière elles d'épais nuages chaotiques de débris en forme de chou-fleur. Mais le rémanent de supernova Pa 30 est tout à fait différent.
Au lieu des restes habituels, de longs filaments rectilignes rayonnent d'un point central de Pa 30, tels les traînées d'une étincelle figée en pleine explosion. Pendant des années, les astronomes ont cherché à expliquer pourquoi ce rémanent de supernova semblait provenir d'une « étoile invitée » observée en 1181 par des observateurs chinois et japonais. Aujourd'hui, Eric Coughlin, de l'Université de Syracuse, a une réponse : l'étoile a tenté d'exploser, mais n'y est pas parvenue.
Lorsqu'une naine blanche explose en supernovae de type Ia, elle s'anéantit généralement entièrement, créant des nuages de débris en expansion. Mais l'étoile progénitrice de Pa 30 n'a explosé que partiellement. La combustion nucléaire près de sa surface n'a jamais abouti à une détonation supersonique complète. Au lieu de cela, elle s'est éteinte, laissant derrière elle une naine blanche hypermassive encore intacte en son centre.
C'est là que les choses deviennent intéressantes. Cette naine blanche survivante n'est pas restée inactive. Elle a commencé par émettre un vent extrêmement rapide, se déplaçant à environ 15 000 kilomètres par seconde et enrichi en éléments lourds formés lors de l'explosion avortée. Ce vent, bien plus dense que le gaz environnant, a été projeté dans l'espace.
À la frontière entre ce vent dense et la matière environnante plus légère, les conditions étaient idéales pour que l'instabilité de Rayleigh-Taylor se produise. Il s'agit du même phénomène de physique des fluides qui crée des nuages en forme de champignon lorsque un fluide dense pénètre dans un fluide léger, formant ainsi des panaches filiformes. Dans Pa 30, ces panaches se sont transformés en longs filaments que les astronomes observent aujourd'hui.
Mais pourquoi ne se sont-ils pas désintégrés ? Normalement, un second processus, au cours duquel le mélange qui fait onduler et tourbillonner la fumée, déchire les filaments en une structure chaotique, explique l'aspect désordonné de la plupart des restes de supernova. Le vent dense de Pa 30 était tellement plus lourd que le gaz environnant que cette seconde instabilité ne s'est jamais déclenchée. Les filaments ont continué à s'étirer, alimentés continuellement par le vent, conférant à Pa 30 son aspect si particulier de feu d'artifice.
L'article de Coughlin présente des simulations montrant que de forts contrastes de densité peuvent produire précisément ces structures. La recherche établit également un parallèle inattendu avec des photographies déclassifiées de l'essai nucléaire Kingfish de 1962, qui montrent des motifs filamenteux similaires se formant initialement après la détonation avant d'évoluer en structures ressemblant à des choux-fleurs. La différence réside dans le moment. Les filaments de Pa 30, alimentés par le vent, ont continué à croître au lieu de se transformer rapidement en un chaos indescriptible.
Ce type d'explosion avortée représente une sous-classe distincte appelée supernovae de type Iax. Elles sont rares, mais de plus en plus souvent identifiées. Coughlin soupçonne que Pa 30 n'est pas un cas isolé ; des structures filamenteuses similaires pourraient apparaître dans d'autres phénomènes astrophysiques impliquant des vents denses, notamment les événements de rupture par effet de marée lorsque des trous noirs déchiquettent des étoiles.
Pa 30 est l'un des rares événements du cosmos profond où la modélisation moderne se rattache directement aux observations historiques. L'étoile invitée de 1181 est devenue une étude de cas détaillée illustrant comment certaines étoiles meurent non pas dans un fracas, mais dans un murmure complexe qui laisse derrière lui une beauté surprenante.
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RESUME
Pa 30 est un rémanent de supernova caractérisé par de longs filaments rectilignes plutôt que par des débris chaotiques. Son étoile progénitrice a subi une explosion partielle et avortée, laissant derrière elle une naine blanche hypermassive qui a émis un vent stellaire dense et rapide. L'instabilité de Rayleigh-Taylor qui en a résulté a formé les filaments observés, restés intacts grâce à un fort contraste de densité, illustrant ainsi une supernova de type Iax, un phénomène rare.
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COMMENTAIRES
L 'article est interessant plus par srarete que par le ''naratif'' des phenomènes .. Nous devons en outre reconnaitre que nous n aons encore tout compris dans les phénomènes de supernovae ....Je rappelle aux élèves qu 'il existe deux mécanismes physiques donnant lieu à une supernova : les supernovas dites thermonucléaires correspondent uniquement au type Ia ; les supernovas dites à effondrement de cœur correspondent à tous les autres types.Et je ne parlev pas des sous classes !!!!!
XXXXXXXXXXXXProvided by Universe Today
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