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Supernova SN 1572 : « On a pu observer des échos de la lumière émise lors de l’explosion »

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Supernova SN 1572 : « On a pu observer des échos de la lumière émise lors de l’explosion »

Supernova SN 1572 : « On a pu observer des échos de la lumière émise lors de l’explosion »

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Cet article est issu du magazine Sciences et Avenir – Les Indispensables n°206, daté juillet/ septembre 2021.

Anne Decourchelle est astrophysicienne au Commissariat à l’énergie atomique (CEA). Elle évoque l’étoile observée le 11 novembre 1572 par l’astronome Tycho Brahe (1546-1601) et qui a sonné le glas des anciennes conceptions de l’Univers. 

Sciences et Avenir : Pourquoi nomme-t-on l’étoile de Tycho SN 1572 ?

Anne Decourchelle : Le chiffre vient de l’année où Tycho Brahe l’a découverte, 1572. Il a reporté les variations temporelles de l’intensité de sa nouvelle étoile dans De Stella Nova en 1573, puis dans Progymnasmata, publié en 1602, après sa mort. Quant au terme de supernova (SN), ce n’est que dans les années 1930 qu’il a été introduit, par l’Allemand Walter Baade et l’Américain Fritz Zwicky, pour désigner ces novae très brillantes qui correspondent non pas à de nouvelles étoiles, mais à l’explosion d’étoiles en fin de vie.

Sur la base des mesures de Tycho Brahe, Walter Baade a conclu en 1938 que celle observée par le Danois était une supernova et a précisé, en 1945, qu’elle était de type Ia. Ce qui correspond à un système double où une petite étoile vieillissante, une naine blanche, avale tellement de matière de sa compagne qu’elle explose et qu’il n’en reste rien, hormis la matière éjectée que l’on peut observer aujourd’hui. Quant à l’évaluation précise de la distance de SN 1572, elle varie du simple au quadruple. Un récapitulatif, effectué en 2010 par une équipe japonaise menée par Asami Hayato, de l’Institut Riken, donne en effet des valeurs allant de 4800 à plus de 19.000 années-lumière, selon les modèles utilisés.

A-t-on retrouvé son étoile compagne ?

Quelques candidates ont été identifiées, mais le débat reste ouvert même si l’une d’entre elles, nommée Tycho-G, est privilégiée. En attendant, c’est le résidu de l’explosion qui est le plus étudié. On l’observe dans toutes les longueurs d’onde, depuis les ondes radio, dès 1950, jusqu’aux rayons gamma de très haute énergie depuis 2011.

Pourquoi cet intérêt ?

C’est l’une des quelques supernovae historiques, et l’une des rares pour lesquelles on a pu observer les échos de la lumière émise lors de l’explosion sur des nuages interstellaires, ce qui a permis de confirmer sa nature de supernova de type Ia normale. Lors de ce type d’événement, la matière de l’étoile, éjectée à des dizaines de milliers de kilomètres par seconde, se heurte à la matière interstellaire, générant une double structure de chocs. Ces chocs compriment et chauffent à des dizaines de millions de degrés la matière qui émet en rayons X. On observe ainsi les raies d’émission du silicium, du soufre et du fer, ce qui permet de quantifier les éléments produits et éjectés lors de l’explosion, et même la signature de particules accélérées, source des rayons gamma détectés. Les observations du reste de SN 1572 et leurs confrontations aux modélisations contribuent donc à la compréhension de la physique de l’explosion, de la physique des chocs et de l’accélération des rayons cosmiques.

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