- Le reste de la supernova G344.7-0.1 est à travers le voie Lactée à environ 19 600 années-lumière de la Terre.
- Elle appartient à une classe de supernovae appelée « Type Ia » qui peut résulter d’une nain blanc accumuler les matériaux d’une étoile compagne jusqu’à ce qu’elle explose.
- Une nouvelle image composite contient des rayons X de Chandra (bleu), des données infrarouges de Spitzer (jaune et vert) et des données radio de deux télescopes (rouge).
- Les données de Chandra révèlent différents éléments tels que le fer, le silicium, le soufre et d’autres trouvés à la suite de l’explosion stellaire.
Les naines blanches sont parmi les étoiles les plus stables. Laissées à elles-mêmes, ces étoiles qui ont épuisé la majeure partie de leur combustible nucléaire – tout en restant généralement aussi massives que le Soleil – et réduites à une taille relativement petite peuvent durer des milliards, voire des milliards d’années.
Cependant, une naine blanche avec une étoile compagne proche peut devenir une poudrière cosmique. Si l’orbite du compagnon le rapproche trop, la naine blanche peut en retirer de la matière jusqu’à ce que la naine blanche grandisse tellement qu’elle devient instable et explose. Ce type d’explosion stellaire est appelé supernova de type Ia.
Bien qu’il soit généralement admis par les astronomes que de telles rencontres entre des naines blanches et des étoiles compagnes « normales » sont une source probable d’explosions de supernova de type Ia, de nombreux détails du processus ne sont pas bien compris. Une façon d’étudier le mécanisme d’explosion consiste à examiner les éléments laissés par la supernova dans ses débris ou ses éjectas.
Cette image montre G344.7-0.1, un vestige de supernova créé par une supernova dite de type Ia, représentant des rayons X de Chandra, des données infrarouges de Spitzer et des données radio du Very Large Array et du Australia Telescope Compact Array. Les supernovas de type Ia peuvent se produire lorsqu’une naine blanche tire de la matière d’une étoile compagne jusqu’à ce que la naine blanche grandisse tellement qu’elle devient instable et explose. Les études des éléments laissés par l’explosion comme celle-ci sont parmi les meilleurs outils à la disposition des scientifiques pour mieux comprendre les détails des supernovas de type Ia. Crédit : Rayons X : NASA/CXC/Tokyo Univ. des sciences/K. Fukushima, et al.; IR : NASA/JPL/Spitzer ; Radio : CSIRO/ATNF/ATCA
Cette nouvelle image composite montre G344.7-0.1, un reste de supernova créé par une supernova de type Ia, à travers les yeux de différents télescopes. rayons X de NasaL’observatoire à rayons X Chandra (bleu) ont été combinés avec des données infrarouges du télescope spatial Spitzer de la NASA (jaune et vert) ainsi que des données radio du Very Large Array de la NSF et de l’Australia Telescope Compact Array de l’Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth ( rouge).
Chandra est l’un des meilleurs outils disponibles pour les scientifiques pour étudier les restes de supernova et mesurer la composition et la distribution des éléments “lourds” – c’est-à-dire tout autre chose que l’hydrogène et l’hélium – qu’ils contiennent.
Composite à rayons X 3 couleurs. Crédit : NASA/CXC/Tokyo Univ. des sciences/K. Fukushima, et al.
Les astronomes estiment que G344.7-0.1 a environ 3 000 à 6 000 ans dans Le temps de la Terre. D’autre part, les vestiges de type Ia les plus connus et les plus largement observés, notamment Kepler, Tycho et SN 1006, ont tous explosé au cours du dernier millénaire environ, vu de la Terre. Par conséquent, cet examen approfondi de G344.7-0.1 avec Chandra donne aux astronomes une fenêtre sur une phase importante plus tard dans l’évolution d’un reste de supernova de type Ia.
L’onde de choc en expansion et les débris stellaires produisent des rayons X dans les restes de supernova. Au fur et à mesure que les débris se déplacent vers l’extérieur depuis l’explosion initiale, ils rencontrent une résistance du gaz environnant et ralentissent, créant une onde de choc inverse qui revient vers le centre de l’explosion. Ce processus est analogue à un embouteillage sur une autoroute, où à mesure que le temps passe, un nombre croissant de voitures s’arrêteront ou ralentiront derrière l’accident, faisant reculer l’embouteillage. Le choc inverse chauffe les débris à des millions de degrés, les faisant briller aux rayons X.
Composite à rayons X 3 couleurs. Crédit : NASA/CXC/Tokyo Univ. des sciences/K. Fukushima, et al.
Les restes de type Ia comme Kepler, Tycho et SN 1006 sont trop jeunes pour que le choc inverse ait le temps de reculer de manière plausible pour chauffer tous les débris au centre du reste. Cependant, l’âge relativement avancé de G344.7-0,1 signifie que le choc inverse est revenu à travers tout le champ de débris.
Une version couleur distincte des seules données Chandra (image ci-dessus) montre l’émission de rayons X du fer (bleu) et du silicium (rouge) respectivement, et les rayons X produits par l’accélération des électrons lorsqu’ils sont déviés par les noyaux des atomes qui sont chargés positivement (vert). La région avec la plus forte densité de fer et les structures en arc de silicium sont marquées.
L’image Chandra de G344.7-0.1 montre que la région avec la plus forte densité de fer (bleu) est entourée de structures en forme d’arc (vert) contenant du silicium. Des structures semblables à des arcs sont trouvées pour le soufre, l’argon et le calcium. Les données de Chandra suggèrent également que la région avec la densité de fer la plus élevée a été chauffée par le choc inverse plus récemment que les éléments des structures en forme d’arc, ce qui implique qu’elle est située près du véritable centre de l’explosion stellaire. Ces résultats corroborent les prédictions des modèles d’explosions de supernova de type Ia, qui montrent que des éléments plus lourds sont produits à l’intérieur d’une naine blanche qui explose.
Cette image de Chandra en trois couleurs montre également que le fer le plus dense est situé à droite du centre géométrique du reste de la supernova. Cette asymétrie est probablement causée par le gaz entourant le reste étant plus dense à droite qu’à gauche.
Un article décrivant ces résultats a été publié dans le numéro du 1er juillet 2020 de Le Journal d’Astrophysique. Les auteurs de l’étude sont Kotaro Fukushima (Université des sciences de Tokyo, Japon), Hiroya Yamaguchi (JAXA), Patrick Slane (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian), Sangwook Park (Université du Texas, Austin), Satoru Katsuda (Saitama University, Japon), Hidetoshi Sano (Nagoya University, Japon), Laura Lopez (The Ohio State University, Columbus), Paul Plucinsky (Centre d’astrophysique), Shogo Kobayashi (Université des sciences de Tokyo) et Kyoko Matsushita (Université des sciences de Tokyo). Les données radio ont été fournies par Elsa Giacani de l’Institut d’astronomie et de physique spatiale, qui a dirigé une étude de G344.7-0.1 publiée en 2011 dans la revue Astronomy and Astrophysics.
Référence : “Element Stratification in the Middle-aged SN Ia Remnant G344.7-0,1” par Kotaro Fukushima, Hiroya Yamaguchi, Patrick O. Slane, Sangwook Park, Satoru Katsuda, Hidetoshi Sano, Laura A. Lopez, Paul P. Plucinsky, Shogo B. Kobayashi et Kyoko Matsushita, 2 juillet 2020, Le Journal d’Astrophysique.
DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab94a6
Le Marshall Space Flight Center de la NASA gère le programme Chandra. Le centre de rayons X Chandra du Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle la science depuis Cambridge dans le Massachusetts et les opérations aériennes depuis Burlington, dans le Massachusetts.
