De temps en temps, il y a une découverte intéressante qui nous aide à combler une lacune dans notre compréhension de l’univers. Dans le cas de cette dernière découverte, nous avons maintenant la confirmation d’un processus que nous supposons depuis longtemps, mais pour lequel nous n’avons que peu de preuves directes. Tout a à voir avec la poussière cosmique.
Selon le modèle standard de la cosmologie, tous les éléments de l’univers à l’exception de l’hydrogène et de l’hélium (et quelques traces de lithium et autres) ne se sont pas formés dans le big bang, mais dans des processus astrophysiques. Rayonnement cosmique, collisions stellaires et supernovae. Les éléments qui nous composent en particulier, tels que le carbone, l’azote et l’oxygène, se sont formés dans ce dernier. Nous avons donc supposé.
Nous savons depuis un certain temps que ces éléments sont fusionnés au cœur des grandes étoiles, et nous savons que lorsque les étoiles explosent, elles rejettent des éléments dans l’espace interstellaire. Mais l’une des choses que nous ne savons pas, c’est si les supernovae sont la principale source de poussière interstellaire.
La poussière joue un rôle central non seulement en tant que source d’éléments plus lourds, mais aussi dans la formation des planètes autour des jeunes étoiles. Sans poussière, des planètes telles que la Terre seraient beaucoup moins susceptibles de se former. Étant donné que la poussière peut être trouvée dans les restes de supernovae, il est logique de supposer que les supernovae créent de la poussière. Mais il se pourrait aussi que les supernovae rejettent principalement du gaz moléculaire, qui se transforme ensuite en poussière par un processus que nous ne comprenons pas. Nous n’avions pas vraiment de preuves de toute façon.
Puis en 2014, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a observé de grandes quantités de poussière dans le reste de la supernova 1987A. Cela a confirmé que les supernovae sont une source importante de poussière interstellaire. Les astronomes ont donc supposé que le même processus s’était produit dans l’univers primitif. Lorsque les premières supernovae se sont produites dans le cosmos, elles ont créé une source de poussière à partir de laquelle des étoiles et des systèmes planétaires ont pu se former. Cela expliquerait pourquoi les jeunes galaxies sont souvent poussiéreuses avec un taux élevé de formation d’étoiles.
Mais nous n’avions pas observé directement ce processus dans l’univers primitif jusqu’à présent. En utilisant les données du télescope spatial James Webb (JWST), une équipe a observé de grandes quantités de poussière dans les restes de deux supernovae, SN 2004et et SN 2017eaw. Dans le cas de 2004et, l’équipe a observé 5 000 masses terrestres de poussière. Compte tenu de la jeunesse de ces restes de supernovae, cela montre à quelle vitesse les supernovae peuvent semer de la poussière dans une galaxie et comment elles peuvent apporter de grandes quantités à l’espace interstellaire. Nous pouvons donc maintenant être sûrs que les supernovae ont en fait ensemencé les premières galaxies avec de la poussière.
À l’avenir, l’équipe espère étudier ce que la poussière galactique peut nous apprendre sur les supernovae qui l’ont créée. Dans le cas de SN 2004et et SN 2017eaw, les deux sont des supernovae de type II, également appelées supernovae à effondrement du cœur. Parce que nous les avons vus exploser, nous avons une bonne idée de leur composition chimique. En comparant cela à la composition de leur poussière, les astronomes comprendront mieux comment les variations dans les origines des supernovas peuvent entraîner des variations dans la composition de la poussière. Et cela fera progresser notre compréhension de l’évolution des premières galaxies.
Référence: Shahbandeh, Melissa, et al. “Observations JWST des réservoirs de poussière dans les supernovae de type IIP 2004et et 2017eaw.” Avis mensuels de la Royal Astronomical Society 523.4 (2023) : 6048-6060.
