Quand les étoiles meurent, elles ne meurent pas tranquillement mais préfèrent sortir en fanfare! Ceci est connu comme une supernova, qui se produit lorsqu'une étoile a dépensé tout son carburant et subit un effondrement gravitationnel. Dans le processus, les couches externes de l'étoile seront emportées par une explosion massive visible à des milliards d'années-lumière. Depuis des décennies, la NASA surveille les galaxies au-delà de la Voie lactée et détecte de nombreuses supernovaes en cours.
Par exemple, au cours des 20 dernières années, Le télescope spatial Hubble surveille la galaxie NGC 5468 - une galaxie spirale intermédiaire située à environ 130 millions d'années-lumière de la Terre dans la constellation de la Vierge. Pendant ce temps, cette galaxie a connu 5 supernovae et, grâce à son orientation (perpendiculaire à la nôtre), les astronomes ont pu étudier cette galaxie et ses supernovae dans des détails glorieux.
Dans certains cas, les étoiles connaissent une supernova vers la fin de leur durée de vie une fois qu'elles ont consommé tout leur hydrogène et hélium - connu comme une supernova de type II. Selon la masse de l'étoile, elle laissera un résidu connu sous le nom d'étoile à neutrons ou un trou noir. Cependant, les astronomes ont découvert que dans la plupart des cas, les étoiles iront en supernova à la suite d'un matériel binaire de «siphonnage» de leur part.
Ce scénario, connu sous le nom de supernova de type I, se produira lorsque l'une des paires binaires sera déjà devenue supernova et deviendra une étoile à neutrons ou un trou noir. Alors que l'étoile compagnon quitte sa séquence principale et se développe pour devenir un géant rouge, la force gravitationnelle du compagnon nain blanc / trou noir commencera à siphonner le matériau de la surface du géant rouge et à le tirer dans un disque qui s'accumulera lentement dessus.
Au fil du temps, l'étoile Red Giant perdra plus de masse à son compagnon qu'elle ne peut en supporter, provoquant une fusion nucléaire incontrôlée dans son noyau qui déclenchera le processus de supernova. Dans les deux cas, l'explosion se traduira par un objet intensément lumineux qui brillera temporairement aussi brillamment que toute la galaxie qui l'héberge.
Dans le cas de NGC 5468, les deux types de supernovae ont été observés au cours des 20 dernières années - notamment SN 1999cp, SN 2002cr, SN2002ed, SN2005P et SN2018dfg. Grâce à l'orientation de la galaxie par rapport à nous, les astronomes ont pu repérer chacun des objets brillants résultant de ces cinq supernovae au moment où ils sont devenus visibles.
L'observation de supernovae dans une autre galaxie soulève une question importante. À quelle fréquence les étoiles passent-elles en supernova dans la Voie lactée, et qu'est-ce qui contribue à la vitesse à laquelle les étoiles d'une galaxie deviennent supernovae? Il suffit de dire que la Voie lactée ne connaît pas beaucoup de supernovae, du moins pas celles que nos astronomes ont pu observer. En fait, la dernière fois que quelqu'un a été témoin d'une supernova dans le ciel, c'était il y a plus de 400 ans!
L'une des personnes qui a témoigné de cet événement était le célèbre astronome Johann Kepler. Le 9 octobre 1604, il a repéré l'objet brillant dans le ciel depuis son observatoire de Prague et surveillé sans relâche jusqu'à ce qu'il disparaisse de la vue deux ans plus tard. Ses observations ont été enregistrées dans un traité intitulé De Stella Nova à Pede Serpentarii (“La nouvelle étoile au pied du maître-serpent“), Qui a été publié en 1606.
Par la suite connue sous le nom de Kepler's Supernova (ou Kepler’s Star), l'apparition de cet objet brillant continuerait à renforcer le boîtier fabriqué par Galileo pour le modèle héliocentrique. Cependant, il est également le seul exemple le plus récent d'une supernova qui a été observée dans notre galaxie. Depuis lors, une seule supernova s'est produite près de chez elle, ce qui s'est produit en 1987.
Cet événement, connu sous le nom de SN 1987A, était une supernova de type II qui a eu lieu dans le Grand Nuage de Magellan, la galaxie naine située à près de 168 000 années-lumière de la Terre. Une partie du problème est liée à la perspective. On pourrait avoir l'impression qu'observer des supernovae dans notre propre galaxie serait plus facile que de les repérer dans des galaxies éloignées, mais elles auraient tort.
L'observation de supernova dans notre galaxie est plus difficile pour la même raison que les astronomes ont plus de mal à mesurer la vraie taille et la densité de la Voie lactée. Bref, ils sont dedans! Puisque nous sommes logés dans le disque de la Voie lactée, il est difficile pour les astronomes de voir les très nombreuses étoiles qui appellent également le disque de la galaxie.
Ces étoiles qui sont plus brillantes et plus proches du système solaire ont tendance à obscurcir celles qui sont plus faibles et plus éloignées. De plus, le renflement au centre de la Voie lactée nous empêche de voir ce qui se trouve de l'autre côté de la galaxie. Par conséquent, il est beaucoup plus difficile d'obtenir une évaluation précise de notre propre galaxie et de ce qui s'y passe.
Heureusement, en 2006, une équipe internationale dirigée par l’Institut Max Planck de physique extraterrestre a utilisé les données du satellite intégré de l’Agence spatiale européenne pour calculer la fréquence des supernovae. Sur la base de leur analyse, ils ont déterminé qu'une étoile massive explose en moyenne une fois tous les 50 ans dans la Voie lactée.
En d'autres termes, NGC 5468 expérimente en 20 ans ce que la Voie lactée met 250 ans à expérimenter (aka. Un facteur de douze ans et demi). On ne peut s’empêcher de se sentir un peu humilié par ce fait. Heureusement, les scientifiques ont une assez bonne idée du moment où la prochaine supernova se produira dans notre galaxie - un système à trois étoiles situé à 8000 années-lumière de la Terre.
Ce système stellaire est officiellement désigné 2XMM J160050.7-514245 mais a été surnommé «Apep» par les astronomes (d'après la divinité du serpent égyptien). Parce que ce système est un exemple d'étoile Wolf-Rayet à rotation rapide - composée d'une grande étoile avec deux compagnons, entourée d'un moulin à vent massif de poussière - il devrait produire un sursaut gamma de longue durée (GRB) lorsque il subit un effondrement gravitationnel.
Lorsque le système stellaire deviendra supernova dans quelques centaines de milliers d'années, ce sera une occasion capitale pour deux raisons. Ce sera non seulement le premier GBR de notre galaxie à être observé par les astronomes, mais il sera également visible suffisamment longtemps pour que les astronomes puissent l'étudier. Espérons simplement que l’humanité ou une de ses ramifications sera là pour l’apprécier.
Comme toujours, les observations d'autres galaxies de l'Univers nous en disent plus sur la galaxie que nous habitons. Jusqu'à ce que le jour arrive où nous puissions sortir de notre galaxie et y regarder en arrière, nous serons obligés d'avoir une meilleure idée de notre environnement de cette façon.
