Supernova observée en direct: «En quelques secondes, l'onde de choc disloque l'étoile»

L'explosion d'une étoile, la plus proche détectée en un quart de siècle, a été observée presque en direct en août par plusieurs équipes d'astronomes, aidant à percer le mystère de ces brillantes supernovas servant de bornes pour arpenter l'univers, selon des études publiées mercredi.

«Nous avons capté la supernova seulement 11 heures après son explosion, si tôt que nous avons ensuite pu calculer le moment réel de son explosion à 20 minutes près», relève Peter Nugent (Laboratoire de Berkeley, Etats-Unis), principal auteur d'une des études publiées dans la revue scientifique Nature.

Cette explosion d'étoile s'est produite dans la galaxie M101, située dans la constellation de la Grande Ourse, à environ 21 millions d'années-lumières (1 année-lumière = 9.460 milliards de km). Il s'agit de la plus proche supernova observée depuis 1986, selon les astronomes qui l'ont baptisée «SN 2011fe».

Détectée grâce à un télescope automatisé le 24 août, seulement quelques heures après l'apparition de son éclat lumineux dans le ciel, elle s'est rapidement avérée être une supernova de type Ia, une catégorie qui sert d'étalons, de «chandelle-standard», pour apprécier les distances et l'expansion de l'univers.

L'expansion de l'univers s'accélère

C'est en observant de telles supernovae que les lauréats du prix Nobel de physique 2011 ont découvert que l'expansion de l'univers s'accélérait. Quel type d'étoiles provoque ces explosions qui peuvent être plus brillantes que toute une galaxie ? Même si la luminosité caractéristique des SN1a en a fait des étalons, leur nature exacte restait mal connue.

Les observations ont confirmé que l'explosion s'était produite au sein d'un système de deux étoiles, dont l'une était une naine blanche composée d'oxygène et de carbone. Une naine blanche est un ultra dense résidu d'étoile, dont une cuillerée de matière peut peser dix tonnes.

D'après les modèles établis par les astronomes, la naine blanche absorbe de la matière provenant de l'étoile compagnon. Et quand elle grossit jusqu'à atteindre une masse correspondant à 1,4 fois celle du Soleil, elle s'effondre et explose.

«Colossale explosion thermonucléaire»

Il se produit «une colossale explosion thermonucléaire, qui convertit le carbone et l'oxygène en éléments plus lourds, dont du nickel», explique Peter Nugent dans un communiqué. Une bonne partie de la luminosité vient du nickel radioactif. «En quelques secondes, l'onde de choc disloque l'étoile», précise son collègue Daniel Kasen.

Après avoir identifié la nature de l'étoile ayant explosé, les astronomes ont cherché à découvrir celle de sa compagne. Etait-ce aussi une naine blanche, une géante rouge ou une étoile normale dans la principale phase de son existence comme notre Soleil ?

L'équipe de Weidong Li (Université de Californie, Berkeley) a éliminé l'hypothèse d'une géante rouge. D'après l'équipe de Peter Nugent, les observations précoces de la supernova tendent à montrer que le couple qui l'a provoquée était formé d'une naine blanche et d'une étoile normale.