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Comment une supernova observée il y a plus de huit siècles change notre compréhension

La supernova SN 1181 a été observée à l'œil nu au Japon et en Chine il y a 843 ans, en 1181 de notre ère. Cependant, sa rémanence n'a pu être identifiée pendant longtemps. En 2021, la nébuleuse Pa 30 située vers la constellation de Cassiopée a été identifiée avec la supernova SN 1181. L'étoile naine blanche au centre de la nébuleuse Pa 30, aujourd'hui appelée étoile de Parker, est la rémanence d'un événement supernova résultant de la fusion de deux naines blanches. Cet événement de supernova était rare et est classé comme SN Type Iax. Une étude récente indique que les éléments rémanents de cette supernova subissent à nouveau une fusion qui a commencé récemment vers 1990.  

La Terre et le Soleil ne resteront pas éternellement tels qu’ils sont. La Terre restera habitable pendant encore 4 milliards d'années jusqu'à ce que le Soleil entre dans sa phase finale (à moins de catastrophes d'origine humaine ou naturelle comme une guerre nucléaire, un impact avec un astéroïde, éruption volcanique massive, etc.).  

Le Soleil est une étoile ordinaire et relativement jeune dans notre galaxie. Comme toutes les étoiles, le Soleil a également un parcours de vie : il est né il y a environ 4.6 milliards d’années et mourra dans le futur. Dans environ 4 milliards d’années, il manquera d’hydrogène qui alimente la fusion nucléaire dans son cœur pour la production d’énergie lorsque l’effondrement gravitationnel commencera. L'augmentation de la pression due à l'effondrement du noyau déclenchera la fusion nucléaire des éléments les plus lourds du noyau. En conséquence, la température du Soleil augmentera et la couche externe de l’atmosphère solaire s’étendra loin dans l’espace et engloutira les planètes proches, y compris la Terre. Cette étape de géante rouge se poursuivra pendant environ un milliard d'années. Finalement, le Soleil s'effondrera pour devenir une naine blanche.  

Contrairement à la façon dont le Soleil mourra à l'avenir, l'étape finale d'un massif d'étoiles est un événement astronomique. Lorsque les étoiles de plus de 8 masses solaires manquent de combustible pour la fusion nucléaire et sont incapables de produire suffisamment d’énergie pour contrecarrer la forte attraction gravitationnelle vers l’intérieur, leur noyau s’effondre en peu de temps. L'implosion crée d'énormes ondes de choc et un puissant événement lumineux transitoire appelé supernova et un résultat rémanent compact (la supernova rémanente sera une étoile à neutrons si la masse de l'étoile d'origine est comprise entre 8 et 20 masses solaires. Si la masse de l'étoile d'origine est supérieure à 20 masses solaires, alors la supernova rémanente sera une trou noir).  

supernovae peut également être déclenché par la reprise soudaine de la fusion nucléaire dans une naine blanche lorsque sa température est suffisamment élevée pour déclencher une fusion nucléaire incontrôlée. Cela se produit en raison d'une fusion avec une autre naine blanche ou d'une accumulation de matière provenant d'un compagnon binaire.  

Supernova SN 1181  

Au cours des deux derniers millénaires, neuf événements astronomiques lumineux transitoires (supernova) ont été observés dans notre galaxie, la Voie Lactée. Un événement aussi puissant a été observé et relaté au Japon et en Chine il y a environ 843 ans, en 1181 de notre ère. La « Guest Star » a été visible pendant 185 jours, du 6 août 1181 au 6 février 1182. Elle a été nommée Supernova 1181 (SN1181), mais l'identification de sa rémanence n'a pu être confirmée que récemment.  

Identification de la supernova rémanente SNR 1181 

Une nébuleuse circulaire à émission infrarouge a été découverte dans les archives de données de la NASA en 2013 par l'astronome amateur Dana Patchick qui l'a baptisée nébuleuse Pa 30. Les astronomes professionnels ont observé une faible zone d'émission diffuse mais n'ont pas trouvé d'émission d'hydrogène. UN nain massif L'étoile (WD) a été découverte à l'intérieur de la coque infrarouge quelques années plus tard, en 2019, qui a montré des propriétés uniques et qui se serait formée en raison de la fusion de la naine blanche carbone-oxygène (CO WD) et de la naine blanche oxygène-néon (ONe WD). La fusion des deux naines blanches a provoqué un événement de supernova. Par la suite, en 2021, il a été constaté que la nébuleuse Pa 30 présentait des raies d’émission de soufre et une vitesse d’expansion de 1100 1000 km/sec. Son âge a été estimé à environ 1181 ans et se situait autour du point où la « star invitée » a été vue en 30 de notre ère. Ces découvertes ont conduit à l'identification de la nébuleuse Pa 30 située vers la constellation de Cassiopée avec la supernova observée il y a plus de huit siècles. L'étoile naine blanche au centre de la nébuleuse Pa 1181, maintenant appelée étoile de Parker, est la rémanence de l'événement de supernova SN2023 et l'événement est classé comme SN de type Iax. Les preuves d’une étude ultérieure publiée en XNUMX soutiennent les conclusions ci-dessus.   

Le vent stellaire à grande vitesse a commencé à souffler récemment, après 1990. 

Le reste de SNR 1181 a été créé par la fusion de deux naines blanches. Habituellement, lorsque deux naines blanches fusionnent, elles explosent et disparaissent. Cependant, cette fusion a créé un type rare de supernova appelé type Iax et a laissé derrière elle une seule naine blanche à rotation rapide. Les naines blanches en rotation libèrent des flux rapides de particules (appelés vent stellaire) immédiatement après leur formation. Dans ce cas, l'étoile centrale de la nébuleuse P 30 montre de nombreux filaments convergeant près de l'étoile centrale en raison du vent stellaire rapide soufflant sur la coquille des éjectas de supernova. Les astronomes ont observé une région de choc externe et une région de choc interne dans le SNR 1181.  

Dans une étude récente, des chercheurs ont analysé les dernières données radiographiques et développé un modèle montrant que la taille observée de la région de choc interne n'est pas proportionnelle à la taille attendue si le vent stellaire avait commencé à souffler peu de temps après la formation du rémanent. Selon leur modèle informatique, la taille réelle observée de la région de choc interne indique que le vent stellaire à grande vitesse a commencé à souffler récemment, après 1990. C'est assez étonnant. Cela peut être dû au fait que certains éjectas de supernova sont retombés plus tard sur la surface de la naine blanche, ce qui a augmenté la température et la pression au-delà du seuil pour permettre le début de la réaction thermonucléaire et la reprise de la combustion. Les chercheurs travaillent actuellement à la validation du modèle.  

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Références:  

  1. Ritter A., et al 2021. Le vestige et l'origine de la supernova historique 1181 après JC. Les lettres du journal astrophysique. 918 (2) : L33. arXiv: 2105.12384. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac2253  
  1. Schaefer BE, 2023. Le chemin depuis les observations chinoises et japonaises de la supernova 1181 après JC, jusqu'à une supernova de type Iax, jusqu'à la fusion des naines blanches CO et ONe. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, volume 523, numéro 3, août 2023, pages 3885-3904. EST CE QUE JE:  https://doi.org/10.1093/mnras/stad717 . Version préimprimée arXiv: 2301.04807 
  1. Takatoshi Ko, et al 2024. « Un modèle dynamique pour IRAS 00500+6713 : le reste d'une supernova de type Iax SN 1181 hébergeant un produit de fusion double dégénéré WD J005311 », The Astrophysical Journal : 5 juillet 2024, DOI : https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4d99 
  1. Université de Tokyo. Communiqué de presse – Un vent frais souffle depuis une supernova historique. Publié le 5 juillet 2024. Disponible sur https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00361.html 

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Journaliste scientifique | Rédacteur fondateur, magazine Scientific European

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