Dans les documents récemment publiés, les chercheurs ont estimé que le taux d'effondrement de la supernova de base de la voie lactée de 1.63 ± 0.46 événements par siècle. Par conséquent, compte tenu de la dernière épreuve Supernova, SN 1987a a été observée il y a 35 ans en 1987, le prochain événement Supernova de la voie lactée peut être attendu à tout moment dans un proche avenir.
Parcours de vie d'un étoile & supernova
Sur l'échelle de temps de milliards d'années, stars subissent un parcours de vie, ils naissent, vieillissent et finalement meurent avec explosion et dispersion ultérieure des matériaux stellaires dans les étoiles interstellaires. espace sous forme de poussière ou de nuage.
La vie d'un étoile commence dans une nébuleuse (nuage de poussière, d'hydrogène, d'hélium et d'autres gaz ionisés) lorsque l'effondrement gravitationnel d'un nuage géant donne naissance à une protoétoile. Celle-ci continue de croître avec l'accrétion de gaz et de poussières jusqu'à atteindre sa masse finale. La messe finale du étoile détermine sa durée de vie ainsi que ce qui arrive à l'étoile au cours de sa vie.
Tous les stars tirent leur énergie de la fusion nucléaire. Le combustible nucléaire brûlant dans le cœur crée une forte pression vers l’extérieur en raison de la température élevée du cœur. Cela équilibre la force gravitationnelle vers l’intérieur. L’équilibre est perturbé lorsque le combustible du cœur s’épuise. La température baisse, la pression extérieure diminue. En conséquence, la force gravitationnelle de la compression vers l’intérieur devient dominante, forçant le noyau à se contracter et à s’effondrer. La façon dont une étoile finit après son effondrement dépend de sa masse. Dans le cas des étoiles supermassives, lorsque le noyau s’effondre en peu de temps, cela crée d’énormes ondes de choc. L’explosion puissante et lumineuse s’appelle supernova.
Cet événement astronomique transitoire se produit au cours de la dernière étape de l’évolution d’une étoile et laisse derrière lui des restes de supernova. Selon la masse de l'étoile, le reste pourrait être une étoile à neutrons ou un trou noir.
SN 1987a, la dernière supernova
Le dernier supernova L'événement était SN 1987A, qui a été observé dans le ciel du sud il y a 35 ans, en février 1987. Il s'agissait du premier événement de supernova de ce type visible à l'œil nu depuis celui de Kepler en 1604. Situé à proximité du Grand Nuage de Magellan (un satellite galaxie de la Voie Lactée), c'était l'une des étoiles explosives les plus brillantes observées depuis plus de 400 ans, qui brillait avec la puissance de 100 millions de soleils pendant plusieurs mois et offrait une occasion unique d'étudier les phases avant, pendant et après la mort d'un étoile.
L'étude de Supernova est importante
L'étude des supernovas est utile de plusieurs manières, notamment en mesurant les distances dans espace, compréhension de l'expansion univers et la nature des étoiles en tant qu'usines de tous les éléments qui fabriquent tout (y compris nous) trouvé dans le monde. univers. Les éléments les plus lourds formés à la suite de la fusion nucléaire (d'éléments plus légers) dans le noyau des étoiles ainsi que les éléments nouvellement créés lors de l'effondrement du noyau sont répartis partout. espace lors de l'explosion d'une supernova. Les supernovas jouent un rôle clé dans la distribution des éléments dans tout le monde. univers.
Malheureusement, il n’y a pas eu beaucoup d’occasions dans le passé d’observer et d’étudier de près l’explosion d’une supernova. Observation étroite et étude de l'explosion d'une supernova dans notre maison galaxie La Voie Lactée serait remarquable car l'étude dans ces conditions ne pourrait jamais être menée dans des laboratoires sur Terre. D’où l’impératif de détecter la supernova dès son apparition. Mais comment savoir quand une explosion de supernova est sur le point de commencer ? Existe-t-il un système d’alerte précoce pour empêcher l’explosion d’une supernova ?
Neutrino, la balise de l'explosion de Supernova
Aux termes de la fin de la vie, une étoile s'étend sur des éléments plus légers comme carburant pour la fusion nucléaire qui le pouvait, la poussée gravitationnelle intérieure domine et les couches extérieures d'étoile commencent à tomber vers l'intérieur. Le noyau commence à s'effondrer et en quelques millisecondes, le noyau est tellement comprimé que les électrons et les protons se combinent pour former des neutrons et un neutrino est libéré pour chaque neutron formé.
Les neutrons ainsi formés constituent une étoile proto-neutronique à l'intérieur du noyau de l'étoile sur laquelle le reste de l'étoile tombe sous un champ gravitationnel intense et rebondit. L'onde de choc générée désintègre l'étoile ne laissant que le seul noyau rémanent (une étoile à neutrons ou un trou noir en fonction de la masse de l'étoile) derrière et le reste de la masse de l'étoile se disperse dans les interstellaires espace.
L'énorme éclat de neutrinos produit à la suite de l'effondrement gravitationnel du noyau vers l'extérieur espace sans entrave en raison de sa nature non interactive avec la matière. Environ 99 % de l’énergie de liaison gravitationnelle s’échappe sous forme de neutrinos (avant les photons piégés dans le champ) et agit comme une balise empêchant l’explosion d’une supernova. Ces neutrinos peuvent être capturés sur Terre par les observatoires de neutrinos qui, à leur tour, servent d'avertissement précoce d'une éventuelle observation optique d'une explosion de supernova prochainement.
Les neutrinos de l'échappement offrent également une fenêtre unique dans des événements extrêmes à l'intérieur d'une étoile éclatante qui peut avoir des implications dans la compréhension des forces fondamentales et des particules élémentaires.
Système d'alerte précoce Supernova (Snew)
À l'époque de la dernière observation Core-Colapse Supernova (SN1987A), le phénomène a été observé avec l'œil nu. Les neutrinos ont été détectés par deux détecteurs d'eau Cherenkov, Kamiokande-II et l'expérience Irvine-Michiganbookhaven (IMB) qui avaient observé 19 événements d'interaction neutrino. Cependant, la détection des neutrinos pourrait agir en tant que balise ou alarme pour gêner l'observation optique de la supernova. En conséquence, divers observatoires et astronomes ne pouvaient pas agir à temps pour étudier et rassembler des données.
Depuis 1987, l'astronomie neutrino a beaucoup avancé. Maintenant, le système d'alerte Supernova SnWatch est en place qui est programmé pour sonner une alarme des experts et des organisations compétentes sur une éventuelle observation surnova. Et, il existe un réseau d'observatoires neutrinos à travers le monde, appelé Système d'alerte précoce Supernova (SNEWS) qui combinent des signaux pour améliorer la confiance en une détection. Toute activité habituelle est notifiée à un serveur central SNEWS par des détecteurs individuels. En outre, Snews avait subi une mise à niveau vers Snews 2.0 récemment produisant également des alertes de confiance plus faible.
Supernova imminente dans la Milkyway
Les observatoires de neutrinos répartis à travers le monde visent à détecter pour la première fois les neutrinos résultant de l'effondrement du noyau gravitationnel des étoiles chez nous. galaxie. Leur succès dépend donc dans une large mesure de la vitesse d’effondrement du noyau de supernova dans la Voie lactée.
Dans les documents récemment publiés, les chercheurs ont estimé que le taux d'effondrement de base de Supernova de 1.63 ± 0.46 Événements par 100 ans; à peu près environ une à deux supernovae par siècle. En outre, les estimations suggèrent que l'intervalle de temps entre Core Collapse Supernova de la voie lactée pourrait être comprise entre 47 et 85 ans.
Par conséquent, étant donné que le dernier événement de supernova, SN 1987A, a été observé il y a 35 ans, le prochain événement de supernova dans la Voie lactée peut être attendu à tout moment dans un avenir proche. Avec les observatoires de neutrinos mis en réseau pour détecter les premières sursauts et le système d'alerte précoce des supernovas (SNEW) amélioré en place, les scientifiques seront en mesure d'examiner de près les prochains événements extrêmes associés à l'explosion d'une supernova d'une étoile mourante. Ce serait un événement capital et une occasion unique d'étudier les phases avant, pendant et après la mort d'une étoile pour une meilleure compréhension de la univers.
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Sources:
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- Kharusi s al, et al 2021. SNEWS 2.0: Un système d'alerte précoce de Supernova de nouvelle génération pour l'astronomie multi-messagers. Nouveau Journal of Physics, Volume 23, mars 2021. 031201. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/abde33
- Rozwadowskaab K., Vissaniab F. et Cappellaroc E., 2021. Sur le taux d'effondrement de base surnovae de la voie lactée. Nouvelle astronomie Volume 83, février 2021, 101498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.newast.2020.101498. Préprétez Axriv disponible à https://arxiv.org/pdf/2009.03438.pdf
- Murphey, ct, et al 2021. Témoin de l'histoire: Distribution du ciel, détectabilité et tarifs des supernovae de la voie lactée nue. Notices mensuelles de la Société royale astronomique, volume 507, numéro 1, octobre 2021, pages 927-943, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab2182. Préprétez Axriv disponible à https://arxiv.org/pdf/2012.06552.pdf
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