Depuis plus de quatre siècles, les astronomes étudient les conséquences de la mort spectaculaire d’une étoile – un reste de supernova connu sous le nom de supernova de Kepler. Aujourd’hui, en utilisant 25 années de données de l’observatoire de rayons X Chandra de la NASA, les scientifiques ont compilé le plus long film radiographique de cet événement cosmique, révélant l’onde de choc de l’explosion qui traverse l’espace. Ce n’est pas seulement un visuel époustouflant ; il s’agit d’une étude cruciale pour comprendre le fonctionnement des supernovas et la fiabilité avec laquelle elles peuvent mesurer l’expansion de l’univers.
L’héritage de la supernova de Kepler
Observée pour la première fois en 1604 par l’astronome allemand Johannes Kepler, cette supernova se trouve à environ 17 000 années-lumière de la Terre, dans la constellation d’Ophiuchus. Alors que Kepler pensait initialement qu’il s’agissait d’une nouvelle étoile, nous la connaissons désormais comme le résultat radieux d’une explosion stellaire. Cette supernova particulière, de type Ia, est particulièrement précieuse pour les astronomes en raison de sa luminosité prévisible, ce qui en fait un outil clé pour calculer les distances cosmiques.
Expansion inégale : un indice cosmique
Le nouveau time-lapse montre que l’onde de choc en expansion de la supernova ne se déplace pas à une vitesse constante. Dans certaines directions, il souffle vers l’extérieur à environ 22 millions de km/h, tandis que dans d’autres, il ralentit à environ 6 millions de km/h. Cette variation n’est pas aléatoire ; cela indique que l’explosion entre en collision avec du gaz de densités différentes. L’analogie est simple : comme un véhicule circulant sur une autoroute dégagée ou sur un terrain accidenté, l’onde de choc se déplace plus rapidement à travers un matériau moins dense.
Cette expansion inégale donne un aperçu de l’environnement entourant l’étoile avant son explosion. Les supernovas de type Ia se produisent lorsqu’une étoile naine blanche accumule la matière d’une étoile compagne, pour finalement exploser. Les variations de densité de l’onde de choc révèlent la quantité de matière accumulée autour du système avant l’explosion, cartographiant ainsi l’histoire de l’étoile.
Affiner les critères cosmiques
Les supernovas de type Ia sont considérées comme des « bougies standard » – des objets dont la luminosité est connue qui permettent aux astronomes de mesurer les distances dans l’univers. Cependant, ces explosions ne sont pas parfaitement uniformes. L’étude des restes de Kepler permet d’affiner dans quelle mesure les astronomes peuvent faire confiance à ces événements comme critères cosmiques en démontrant que les environnements locaux peuvent subtilement modifier leur comportement.
Comme l’explique Jessye Gassel, étudiante diplômée de l’Université George Mason : « Il est important que nous comprenions ces événements car (ils aident) les cosmologistes à mesurer l’expansion de l’univers. » Il reste encore beaucoup à apprendre sur ces explosions et les facteurs qui les influencent.
Une fenêtre limitée
La durée de vie de l’observatoire à rayons X Chandra est limitée, ce qui signifie que les astronomes n’auront peut-être qu’une décennie supplémentaire pour continuer à surveiller la supernova de Kepler. Cependant, de futures missions, comme le satellite à rayons X AXIS proposé, pourraient étendre ces observations, fournissant plus de détails sur cette explosion stellaire et sur d’autres. Cette étude souligne l’importance d’un investissement continu dans l’astronomie spatiale pour percer les mystères du cosmos.
Les données de la supernova de Kepler constituent un laboratoire unique pour étudier les réalités complexes des explosions stellaires, nous aidant à mieux comprendre non seulement la mort des étoiles, mais également la structure fondamentale et l’expansion de l’univers lui-même.
