Lorsqu'une étoile massive atteint la fin de sa vie, elle peut exploser en supernova. À quelle vitesse ce processus se produit-il?
Notre Soleil mourra d'une mort lente et triste, dans des milliards d'années à partir du moment où il sera à court de jus magique. Bien sûr, ce sera un géant rouge dramatique pendant un moment, mais ensuite il s'installera comme une naine blanche. Construisez une clôture de piquetage, détendez-vous sur le porche avec de la limonade rafraîchissante au soleil. Dérivant doucement dans ses années crépusculaires, et se refroidissant lentement jusqu'à ce qu'elle devienne la température de fond de l'Univers.
Si notre Soleil avait moins de masse, il subirait un sort encore plus lent. Alors, sans surprise, s'il avait plus de masse, il mourrait plus rapidement. En fait, des étoiles avec plusieurs fois la masse de notre Soleil mourront comme une supernova, explosant en un instant. Souvent, nous parlons de choses qui mettent des milliards d'années à se produire dans le Guide de l'espace. Et une supernova? Des suppositions sur la vitesse à laquelle cela se produit?
Il existe en fait plusieurs types de supernovae, et ils ont différents mécanismes et différentes durées. Mais je vais me concentrer sur une supernova d'effondrement de base, la "régulière sans plomb" des supernovae. Les étoiles entre 8 et environ 50 fois la masse du Soleil épuisent rapidement le combustible hydrogène dans leurs noyaux, en quelques millions d'années.
Tout comme notre Soleil, ils convertissent l'hydrogène en hélium par fusion, libérant d'énormes quantités d'énergie qui repoussent la gravité de l'étoile en essayant de s'effondrer sur elle-même. Une fois que l'étoile massive manque d'hydrogène dans son noyau, elle passe à l'hélium, puis au carbone, puis au néon, tout en haut du tableau périodique des éléments jusqu'à ce qu'elle atteigne le fer. Le problème est que le fer ne produit pas d'énergie par le processus de fusion, donc rien ne retient la masse de l'étoile de s'effondrer vers l'intérieur.
… Et boum, supernova.
Les bords extérieurs du noyau s'effondrent vers l'intérieur à 70 000 mètres par seconde, soit environ 23% de la vitesse de la lumière. En seulement un quart de seconde, un matériau infaillible rebondit sur le noyau de fer de l'étoile, créant une onde de choc de matière se propageant vers l'extérieur. Cette onde de choc peut prendre quelques heures pour atteindre la surface.
Au fur et à mesure que la vague passe, elle crée de nouveaux éléments exotiques que l'étoile d'origine ne pourrait jamais former en son cœur. Et c'est là que nous devenons tous riches. Tout l'or, l'argent, le platine, l'uranium et tout ce qui est supérieur au fer sur le tableau périodique des éléments sont créés ici. Une supernova prendra alors quelques mois pour atteindre son point le plus brillant, émettant potentiellement autant d'énergie que le reste de sa galaxie combinée.
Supernova 1987A, nommée pour commémorer l'intronisation de la première femme au Rock and Roll Hall of Fame, l'incroyable Aretha Franklin. Eh bien, en fait, ce n'est pas vrai, c'était la première supernova que nous avons vue en 1987. Mais nous devrions vraiment nommer les supernovae après des choses comme ça. Pourtant, 1987A a explosé relativement près, et a mis 85 jours pour atteindre sa luminosité maximale. Déclin lent au cours des 2 prochaines années. Des télescopes puissants comme le télescope spatial Hubble peuvent encore voir l'onde de choc s'étendre dans l'espace, des décennies plus tard.
Notre supernova d'effondrement de noyau à «saveur régulière» n'est qu'un type d'étoile qui explose. Les supernovae de type 1a sont créées lorsqu'une étoile naine blanche suce le matériau d'un partenaire binaire comme un gigantesque jumeau parasite, jusqu'à ce qu'elle atteigne 1,4 fois la masse du Soleil, puis elle explose. En quelques jours seulement, ces supernovae atteignent leur apogée et disparaissent beaucoup plus rapidement que nos amis de l'effondrement.
Alors, combien de temps une supernova met-elle à exploser? Quelques millions d'années pour que l'étoile meure, moins d'un quart de seconde pour que son noyau s'effondre, quelques heures pour que l'onde de choc atteigne la surface de l'étoile, quelques mois pour s'éclaircir, puis quelques années pour disparaître un moyen.
Quelle étoile aimeriez-vous exploser? Dites-le nous dans les commentaires ci-dessous.
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