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Supernovas et vents stellaires
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André
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Inscrit le: 07 Jan 2007
Messages: 11024
Localisation: Montreal 45.500°N, 73.580°W

 Message Posté le: Mar 12 Aoû 2014 11:56 pm    Sujet du message: Supernovas et vents stellaires
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Salut à tous

Evènement rare, une supernova a été détectée l'année dernière, provoquant l'euphorie des astrophysiciens qui, équipés de leurs télescopes, ont pu observer cette méga étoile en fin de vie.

Des chercheurs répartis entre Israël, la Californie et Hawaï ont ainsi travaillé de concert pour étudier l'impact des vents stellaires sur cette étoile mourante, et en apprendre ainsi davantage sur sa constitution chimique.

Les résultats ont été publiés dans la célèbre revue Nature [1].


Une supernova
Crédits : NASA/CXC/SAO

Les étoiles massives : des usines à atomes

Une étoile est le siège de réactions nucléaires où des noyaux atomiques légers s'assemblent pour former des atomes plus lourds lors de réactions de fusion.

Pour les étoiles de tailles similaires ou inférieures à notre Soleil, les réactions entre protons-protons pour produire de l'hélium à partir de l'hydrogène (qui est l'atome le plus léger constitué seulement d'un proton et d'un électron) sont largement prédominantes, avec quelques réactions conduisant à la production d'atomes de carbone ou d'oxygène.

En revanche, une étoile massive est capable d'engendrer en son coeur des températures et des pressions assez élevées pour amorcer toute une série de réactions de fusion de plus en plus complexes pour obtenir différents types d'atomes.

On parle de nucléosynthèse stellaire [2].

Ces étoiles finissent par avoir une structure en "pelure d'oignon", avec des coquilles concentriques d'éléments de masse de plus en plus lourde : au centre le fer, puis le silicium, l'oxygène, le carbone, l'hélium pour finir par l'enveloppe d'hydrogène.

Alors que les vents stellaires arrachent les éléments les plus légers présents sur les couches extérieures de l'étoile, le noyau des étoiles massives continue d'amasser du fer.

Il s'agit de l'élément le plus stable avec lequel aucune réaction de fusion n'est possible.

Ainsi, lorsqu'une étoile a épuisé tous ses combustibles (oxygène, carbone, etc.), le noyau génère de moins en moins d'énergie.

L'étoile devient donc de plus en plus lourde et son coeur instable. Il s'ensuit alors un effondrement rapide de l'étoile qui finit en explosion : c'est la supernova.

Flash spectrum

Les vents stellaires, qui peuvent être tellement puissants qu'ils peuvent déstabiliser une masse lourde comme le Soleil, emportent des éléments de l'étoile dans l'espace.

Petit à petit, l'hydrogène présent sur les couches extérieures de l'étoile vient à manquer et l'étoile commence à perdre son hélium, son oxygène et son azote.

Détecter ces éléments rejetés dans les vents stellaires précédant l'explosion n'est possible que dans un laps de temps très restreint.

En effet, lors de l'explosion de la supernova, le ciel s'ionise pour une courte durée.

Les matériaux ionisés se recombinent et produisent un spectre aux caractéristiques uniques qui permettent d'identifier l'environnement chimique de la supernova.

Ce processus rapide est appelé "flash spectrum" [3].

Quelque part sous la surface de l'étoile, l'hydrogène, l'hélium et des éléments plus lourds se rencontrent au sein d'une même couche.

Cette couche doit être assez proche de la surface pour contenir de l'hydrogène mais assez chaude également pour produire les températures extrêmes nécessaires aux réactions nucléaires.

Les scientifiques portent un grand intérêt à cette couche où l'azote se forme.

En effet, à l'opposé des atomes de carbone ou d'oxygène qui contiennent un nombre pair de protons, l'azote a un nombre impair de protons - 7 au total.

La formation de l'azote peut donc être le résultat de la fusion entre des atomes contenant des nombres pairs et impairs de protons.

Ainsi, mesurer la quantité d'azote pourrait permettre de révéler ce qui se cache réellement sous la couche supérieure de ces étoiles et donc quels types d'étoiles sont capables de former des supernovas.

De Palomar à Keck, en passant par Rehovot

La course aux mesures des vents stellaires a commencé avec le télescope automatique de l'observatoire Palomar en Californie.

Les télescopes automatiques sont programmés pour trouver automatiquement des changements soudains dans le ciel, qui peuvent par exemple correspondre à une nouvelle supernova, et alerter les chercheurs.

L'année dernière, le télescope de Palomar a détecté des changements semblant correspondre à la formation d'une supernova et, alors que les chercheurs américains étaient en train de dormir, à l'autre bout du globe le docteur Iair Arcavi et un chercheur postdoctoral du groupe du professeur Gal-Yam de l'Institut Weizman, à Rehovot, ont été avertis.

Après avoir évalué les données et réalisé l'importance de cette alerte, le docteur Assaf Horesh de Caltech (Californie) a été contacté.

Ce dernier a alors conduit des mesures spectroscopiques à l'observatoire Keck, à Hawaï, en utilisant la méthode développée par l'équipe du professeur Gal-Yam - la "flash spectrocsopy" - permettant de capturer ces "flash spectrum".

L'observatoire de Keck étant situé bien plus à l'ouest que Palomar, le temps d'observation de la supernova était prolongé.

Grâce à sa grande de réactivité, le docteur Assaf Horesh a pu enregistrer les spectres des éléments rejetés dans les vents seulement 15 heures après le début de l'observation de l'explosion.

Des supernovas en puissance dans notre galaxie ?

En analysant les spectres obtenus, les chercheurs ont montré que les vents stellaires de l'étoile qui a explosé étaient très riches en azote et semblables aux spectres d'étoiles connues de notre galaxie : les étoiles Wolf-Rayet.

Cette étude tend ainsi à montrer pour la première fois que les étoiles Wolf-Rayet, qui sont très pauvres en hydrogène, peuvent être les précurseurs de supernovas.

De plus, elle constitue un bel exemple de coopération internationale entre les chercheurs et maintenant que ce système a fait ses preuves pour mesurer des évènements aussi fugaces, les chercheurs espèrent que d'autres observations associées aux supernovas seront possibles.

Comprendre comment ces étoiles vivent et meurent est important non seulement parce que cela nous permet de mieux comprendre comment fonctionne l'univers mais aussi parce que tous les atomes lourds dont la masse est supérieure à celle de l'hélium sont créés lors de la fusion des grosses étoiles et dispersés ensuite dans l'univers par les supernovas.

Des éléments de réponse sur l'origine et l'abondance des différents éléments dans l'univers peuvent ainsi être apportés.

La source ;

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/76430.htm

Amicalement
_________________
Etrange époque où il est plus facile de désintégrer l' atome que de vaincre un préjugé.

Einstein, Albert,
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