Les supernovae de type 1a sont utilisées pour mesurer la distance dans l'Univers car elles explosent avec la même luminosité, explosant lorsqu'une étoile naine blanche consomme une quantité spécifique de matière d'un compagnon binaire. De nouvelles recherches indiquent que les explosions de supernovae de type 1a commencent par être grumeleuses et inégales, mais une seconde explosion sphérique submerge la première, créant un résidu lisse. Cela définit les limites de l'incertitude sur les mesures de distance qui utilisent des supernovae de type 1a.
Les astronomes rapportent de nouvelles découvertes remarquables qui mettent en lumière un débat d'une décennie sur un type de supernovae, les explosions qui marquent la disparition finale d'une étoile: l'étoile meurt-elle dans une combustion lente ou avec un coup rapide? D'après leurs observations, les scientifiques constatent que la matière éjectée par l'explosion présente une asymétrie périphérique importante mais un intérieur presque sphérique, ce qui implique très probablement que l'explosion se propage finalement à une vitesse supersonique.
Ces résultats sont publiés aujourd'hui dans Science Express, la version en ligne de la revue de recherche Science, par Lifan Wang, Texas A&M University (USA), et ses collègues Dietrich Baade et Ferdinando Patat de l'ESO.
"Nos résultats suggèrent fortement un processus d'explosion en deux étapes dans ce type de supernova", commente Wang. "Il s'agit d'une découverte importante avec des implications potentielles en cosmologie."
À l'aide d'observations de 17 supernovae réalisées sur plus de 10 ans avec le Very Large Telescope de l'ESO et le télescope Otto Struve de l'Observatoire McDonald, les astronomes ont déduit la forme et la structure du nuage de débris projeté par les supernovae de type Ia. On pense que de telles supernovae sont le résultat de l'explosion d'une petite étoile dense - une naine blanche - à l'intérieur d'un système binaire. Alors que son compagnon répand continuellement de la matière sur la naine blanche, le nain blanc atteint une masse critique, entraînant une instabilité fatale et la supernova. Mais ce qui déclenche l'explosion initiale et la façon dont l'explosion se propage à travers l'étoile sont depuis longtemps des problèmes épineux.
Les supernovae que Wang et ses collègues ont observés se sont produits dans des galaxies éloignées et, en raison des vastes distances cosmiques, n'ont pas pu être étudiés en détail en utilisant des techniques d'imagerie conventionnelles, y compris l'interférométrie. Au lieu de cela, l'équipe a déterminé la forme des cocons qui explosaient en enregistrant la polarisation de la lumière des étoiles mourantes.
La polarimétrie repose sur le fait que la lumière est composée d'ondes électromagnétiques qui oscillent dans certaines directions. La réflexion ou la diffusion de la lumière favorise certaines orientations des champs électriques et magnétiques par rapport à d'autres. C'est pourquoi les lunettes de soleil polarisantes peuvent filtrer la lueur du soleil réfléchie par un étang. Lorsque la lumière se disperse à travers les débris en expansion d'une supernova, elle conserve des informations sur l'orientation des couches de diffusion. Si la supernova est sphériquement symétrique, toutes les orientations seront présentes de manière égale et feront la moyenne, donc il n'y aura pas de polarisation nette. Si, cependant, la coque à gaz n'est pas ronde, une légère polarisation nette sera imprimée sur la lumière.
«Cette étude a été possible car la polarimétrie a pu déployer toute sa force grâce à la puissance de collecte de lumière du Very Large Telescope et à l'étalonnage très précis de l'instrument FORS», explique Dietrich Baade.
«Notre étude révèle que les explosions de supernovae de type Ia sont vraiment des phénomènes tridimensionnels», ajoute-t-il. "Les régions extérieures du nuage de souffle sont asymétriques, avec différents matériaux trouvés dans des" touffes ", tandis que les régions intérieures sont lisses."
L'équipe de recherche a repéré cette asymétrie pour la première fois en 2003, dans le cadre de la même campagne d'observation (ESO PR 23/03 et ESO PR Photo 26/05). Les nouveaux résultats, plus étendus, montrent que le degré de polarisation et, par conséquent, l'asphéricité, est en corrélation avec la luminosité intrinsèque de l'explosion. Plus la supernova est brillante, plus elle est lisse ou moins grumeleuse.
"Cela a un certain impact sur l'utilisation des supernovae de type Ia comme bougies standard", explique Ferdinando Patat. «Ce type de supernovae est utilisé pour mesurer le taux d'accélération de l'expansion de l'Univers, en supposant que ces objets se comportent de manière uniforme. Mais les asymétries peuvent introduire des dispersions dans les quantités observées. »
«Notre découverte impose de fortes contraintes à tout modèle réussi d'explosion de supernova thermonucléaire», ajoute Wang.
Les modèles ont suggéré que l’agglomération est causée par un processus de combustion lente, appelé «déflagration», et laisse une traînée irrégulière de cendres. La douceur des régions intérieures de l'étoile qui explose implique qu'à un stade donné, la déflagration cède la place à un processus plus violent, une `` détonation '', qui se déplace à des vitesses supersoniques - si rapide qu'elle efface toutes les asymétries dans les cendres laissées derrière par la combustion plus lente de la première étape, résultant en un résidu plus lisse et plus homogène.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESO
