Explosions catastrophiques d'étoiles géantes

Les supernovae sont les choses les plus destructrices qui peuvent arriver à des étoiles plus massives que le Soleil. Lorsque ces explosions catastrophiques se produisent, elles libèrent suffisamment de lumière pour éclipser la galaxie où l'étoile existait. C'est beaucoup d'énergie libérée sous forme de lumière visible et d'autres rayonnements! Ils peuvent aussi faire exploser l'étoile.

Il existe deux types connus de supernovae. Chaque type a ses propres caractéristiques et dynamiques. Jetons un coup d'œil à ce que sont les supernovae et comment elles se produisent dans la galaxie. 

Supernovae de type I

Pour comprendre une supernova, il est important de savoir quelques choses sur les étoiles. Ils passent la majeure partie de leur vie à traverser une période d'activité appelée être sur la séquence principale. Elle commence lorsque la fusion nucléaire s'enflamme dans le noyau stellaire. Il se termine lorsque l'étoile a épuisé l'hydrogène nécessaire pour soutenir cette fusion et commence à fusionner des éléments plus lourds.

Une fois qu'une étoile quitte la séquence principale, sa masse détermine ce qui se passe ensuite. Pour les supernovae de type I, qui se produisent dans les systèmes d'étoiles binaires, les étoiles qui représentent environ 1,4 fois la masse de notre Soleil passent par plusieurs phases. Ils passent de la fusion de l'hydrogène à la fusion de l'hélium. À ce stade, le cœur de l'étoile n'est pas à une température suffisamment élevée pour fusionner le carbone, et il entre donc dans une phase géante rouge. L'enveloppe extérieure de l'étoile se dissipe lentement dans le milieu environnant et laisse une naine blanche (le reste du noyau de carbone / oxygène de l'étoile d'origine) au centre d'une nébuleuse planétaire.

Fondamentalement, la naine blanche a une forte attraction gravitationnelle qui attire le matériel de son compagnon. Cette "substance d'étoile" se rassemble dans un disque autour de la naine blanche, connue sous le nom de disque d'accrétion. Au fur et à mesure que le matériau s'accumule, il tombe sur l'étoile. Cela augmente la masse de la naine blanche. Finalement, alors que la masse augmente à environ 1,38 fois la masse de notre Soleil, l'étoile éclate dans une violente explosion connue sous le nom de supernova de type I.

Il y a quelques variations sur ce thème, comme la fusion de deux naines blanches (au lieu de l'accrétion de matériel d'une étoile de la séquence principale sur son compagnon nain).

Supernovae de type II

Contrairement aux supernovae de type I, les supernovae de type II arrivent à des étoiles très massives. Lorsqu'un de ces monstres arrive en fin de vie, les choses vont vite. Alors que les étoiles comme notre Soleil n'auront pas assez d'énergie dans leur cœur pour soutenir la fusion après le carbone, les étoiles plus grosses (plus de huit fois la masse de notre Soleil) fusionneront éventuellement des éléments jusqu'au fer dans le noyau. La fusion du fer prend plus d'énergie que l'étoile ne dispose. Une fois qu'une telle star essaie de fusionner le fer, une fin catastrophique est inévitable.

Une fois que la fusion cesse dans le cœur, le cœur se contracte en raison de l'immense gravité et la partie extérieure de l'étoile "tombe" sur le cœur et rebondit pour créer une explosion massive. Selon la masse du noyau, il deviendra soit une étoile à neutrons, soit un trou noir.

Si la masse du cœur est comprise entre 1,4 et 3,0 fois la masse du Soleil, le cœur deviendra une étoile à neutrons. Il s'agit simplement d'une grosse boule de neutrons, très étroitement liés par gravité. Cela se produit lorsque le cœur se contracte et subit un processus appelé neutronisation. C'est là que les protons du noyau entrent en collision avec des électrons de très haute énergie pour créer des neutrons. Lorsque cela se produit, le noyau se raidit et envoie des ondes de choc à travers le matériau qui tombe sur le noyau. Le matériau extérieur de l'étoile est ensuite chassé dans le milieu environnant créant la supernova. Tout cela se passe très rapidement.

Création d'un trou noir stellaire

Si la masse du noyau de l'étoile mourante est supérieure à trois à cinq fois la masse du Soleil, le noyau ne pourra pas supporter sa propre gravité immense et s'effondrera dans un trou noir. Ce processus créera également des ondes de choc qui entraîneront le matériau dans le milieu environnant, créant le même type de supernova que le type d'explosion qui crée une étoile à neutrons.

Dans les deux cas, qu'une étoile à neutrons ou un trou noir soit créé, le noyau est laissé comme un vestige de l'explosion. Le reste de l'étoile est projeté dans l'espace, ensemencant l'espace à proximité (et les nébuleuses) avec des éléments lourds nécessaires à la formation d'autres étoiles et planètes. 

Points clés à retenir

• Les supernovae sont disponibles en deux versions: Type 1 et Type II (avec des sous-types tels que Ia et IIa). 
• Une explosion de supernova fait souvent sauter une étoile, laissant derrière elle un noyau massif.
• Certaines explosions de supernova entraînent la création de trous noirs de masse stellaire. 
• Des étoiles comme le Soleil ne meurent PAS en supernovae. 

Édité et mis à jour par Carolyn Collins Petersen.