Une nouvelle compréhension des derniers jours des étoiles supergéantes pourrait donner aux scientifiques les indices dont ils ont besoin pour prédire quand ces étoiles deviendront des supernovas, s’effondrant dans certaines des plus grandes explosions connues dans l’univers.
Les scientifiques savaient déjà que les étoiles supergéantes rouges qui approchent de la fin de leur vie ont de grandes quantités de poussière et de gaz expulsées, connues sous le nom de matériau circumstellaire (MSC), en orbite autour d’elles au moment où elles explosent et meurent. Ce que l’on ne savait pas, c’est si ce MSC était expulsé de l’étoile sur une longue période menant à sa mort ardente, ou s’il était expulsé en une grande et soudaine toux juste avant de devenir supernova.
Maintenant, dans un nouvel article accepté pour publication dans la revue de l’Académie des Sciences de l’Univers. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et actuellement disponible sur le service de préimpression de documents académiques Arxiv, des chercheurs de l’Université de Liverpool, au Royaume-Uni, et de l’Université de Montpellier, en France, ont montré que c’est le cas – les étoiles mourantes doivent cracher le CSM à l’approche de leur mort, et donc l’apparition de ce matériau pourrait servir de signe d’alerte précoce de leur disparition prochaine.
“Quel que soit le mécanisme de génération de ce MSC, il doit le faire sur une échelle de temps très rapide”, écrivent les chercheurs dans leur article. “Plus précisément, l’accumulation de la MSC doit se produire dans l’année qui suit l’effondrement du noyau.”
Les supernovae à effondrement de noyau se produisent dans des étoiles huit fois plus massives que le Soleil ou plus, généralement des supergéantes rouges telles que Bételgeuse. Située à environ 640 années-lumière de la Terre dans la constellation d’Orion, Bételgeuse est environ 11 fois plus massive que le Soleil, et si elle était centrée dans notre système solaire, elle s’étendrait jusqu’à l’orbite de Jupiter.
Toutes les étoiles produisent de la lumière et de l’énergie en fusionnant des éléments plus légers en éléments plus lourds. Les étoiles comme le Soleil fusionnent principalement l’hydrogène en hélium, mais certaines étoiles, en particulier les très grandes, peuvent continuer à fusionner des éléments plus lourds comme l’oxygène et le silicium, jusqu’à ce qu’elles aient finalement fusionné presque tout leur combustible en fer.
Même avec la chaleur et la pression énormes disponibles au cœur d’une étoile supergéante rouge, le fer ne peut pas être fondu en éléments plus lourds, et les feux thermonucléaires de l’étoile s’étant affaiblis, celle-ci ne peut plus pousser vers l’extérieur avec suffisamment de force pour vaincre sa propre gravité : L’étoile s’effondre sur elle-même, déclenchant une explosion massive de supernova.
Les chercheurs ont examiné les photos avant et après d’un certain type de supernova, le type IIp, qui reste brillant dans le ciel plus longtemps que les autres explosions de ce type. Dans tous les exemples, ils ont constaté la présence d’une grande quantité de MSC avant la supernova, mais ils n’ont pas observé d’assombrissement significatif des étoiles des années auparavant, ce qui exclut la possibilité que les MSC se soient accumulés sur une plus longue période.
Cela signifie que pour les super géantes rouges comme Bételgeuse au moins, une accumulation importante de MSC pourrait être un signe d’avertissement qu’un cataclysme est en route.
