De nouveaux indices pour comprendre l’origine mystérieuse des supernovae

Les scientifiques du RIKEN Cluster for Pioneering Research ont utilisé la modélisation informatique pour montrer comment un type hypothétique de supernova évoluerait à l’échelle de milliers d’années, donnant aux chercheurs un moyen de rechercher des exemples de supernovae de ce modèle, connu sous le nom de “D6

Les supernovae sont importantes pour la cosmologie car un type, Ia, est utilisé comme une “bougie standard” qui permet de mesurer la distance. En fait, ils ont été utilisés pour les mesures qui ont révélé, à la surprise des premiers observateurs, que l’expansion de l’univers s’accélérait. Bien que l’on pense généralement que les supernovae de type Ia sont produites par l’explosion d’étoiles dégénérées appelées naines blanches – des étoiles qui ont brûlé leur hydrogène et se sont rétrécies en objets compacts – le processus qui déclenche les explosions n’est pas bien compris.

Récemment, la découverte de naines blanches qui se déplacent extrêmement rapidement a donné une crédibilité supplémentaire à un mécanisme proposé pour l’origine de ces supernovae, D6† Dans ce scénario, l’une des deux naines blanches d’un système binaire subit ce qu’on appelle une “double détonation”, où une couche superficielle d’hélium explose d’abord, puis déclenche une explosion plus importante dans le noyau carbone-oxygène de l’étoile. Cela conduit à l’oblitération de l’étoile, et le compagnon, soudainement libéré de l’attraction gravitationnelle de l’étoile qui explose, est projeté à une vitesse énorme.

Cependant, on sait peu de choses sur la forme des conséquences d’un tel événement longtemps après l’explosion initiale. Pour étudier cela, les chercheurs ont choisi de simuler l’évolution à long terme d’un résidu de supernova durant des milliers d’années après l’explosion. En fait, les scientifiques ont pu détecter plusieurs caractéristiques du système progéniteur qui étaient spécifiques à cette situation, fournissant un moyen d’explorer la physique des supernova, comme une « ombre » ou une tache sombre entourée d’un anneau brillant. Ils ont également découvert que, contrairement aux idées reçues, les restes des explosions de type Ia ne sont pas toujours symétriques.

Selon Gilles Ferrand, le premier auteur de l’étude, « Le D6 l’explosion d’une supernova a une forme spécifique. Nous n’étions pas convaincus qu’il serait visible dans le vestige longtemps après l’événement initial, mais en fait, nous avons découvert qu’il existe une signature spécifique que nous pouvons encore voir des milliers d’années après l’explosion.

Shigehiro Nagataki, le leader de l’Astrophysique[{” attribute=””>Big Bang Laboratory at RIKEN, says, “This is a very important finding, because it could have an impact on the use of Ia supernovae as cosmic yardsticks. They were once believed to originate from a single phenomenon, but if they are diverse, then it might require a reevaluation of how we use them.”

Ferrand continues, “Moving forward, we plan to learn how to more precisely compute the X-ray emission, taking into account the composition and state of the shocked plasma, in order to make direct comparisons with observations. We hope that our paper will give new ideas to observers, of what to look for in supernova remnants.”

The research, done in conjunction with an international group including researchers from the University of Manitoba, was published in The Astrophysical Journal on May 6th, 2022.

Reference: “The Double Detonation of a Double-degenerate System, from Type Ia Supernova Explosion to its Supernova Remnant” by Gilles Ferrand, Ataru Tanikawa, Donald C. Warren, Shigehiro Nagataki, Samar Safi-Harb and Anne Decourchelle, 6 May 2022, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5c58

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