Qu'est-ce qu'une supernova ?
Le cas extrême de production d'énergie lumineuse (enfin, un des cas
extrêmes, car le
Big Bang lui-même est encore bien au-delà...) Dans
l'univers est celui de la supernova. Il s'agit d'une
étoile qui à une
certaine phase de son existence se trouve dépasser une certaine masse
critique; cela peut provenir de sa naissance (elle est née trop grosse)
ou de son évolution (elle était en orbite avec une autre
étoile qui a
déversé sa matière sur elle).A un certain moment, la gravitation
l'emporte et l'
étoile subit un effondrement catastrophique de son
noyau, suivi d'un rebond qui disperse dans l'
espace une partie de sa
masse. Juste avant le rebond, des température extraordinaires sont
atteintes (jusqu'à cent milliards de degrés), qui permettent le
déclenchement de réactions de fusion nucléaires interdites jusque-là.
Une quantité phénoménale d'énergie lumineuse est alors émise, et
l'
étoile moribonde est brièvement aussi brillante que toute la
galaxie
dans laquelle elle se trouve. Le reste de l'
étoile devient une
naine blanche, une
étoile à neutrons ou un
trou noir; des atomes lourds
indispensables à la
vie sont produits dans l'explosion, mais ceci est
une autre histoire...
Naissance d'une supernova
L'évolution
d'une
étoile est plus généralement une suite de phases stables de
réactions thermonucléaires faisant intervenir des noyaux de plus en
plus lourds, entrecoupées d'effondrements gravitationnels qui sont
stoppés quand la "cendre" précédente devient à son tour "combustible".
Le
détail des phases est d'une grande complexité, et dépend à peu près
uniquement de la masse initiale de l'
étoile. Une
étoile plus massive
connaîtra plus de phases thermonucléaires, sera beaucoup plus brillante
dans chacune de ces phases, et y passera beaucoup moins de temps.
L'
étoile prend peu à peu une structure en pelure d'oignon, avec de
minces couches concentriques dévolues à la combustion résiduelle des
divers noyaux atomiques; au centre s'accumule un noyau de fer et de
nickel...Mais ceci a une fin : le fer ne peut être utilisé comme
combustible dans une
étoile; en effet, la fusion de noyaux de fer
consomme de l'énergie au lieu d'en produire. L'
étoile massive qui est
arrivée jusque là va se trouver brutalement amenée à suivre un scénario
catastrophique, que l'on peut simplifier ainsi :
- les
couches internes privées de ressources énergétiques sont brutalement
(en une fraction de seconde) écrasées par la gravitation.
- les couches externes, ainsi privées de support, se
précipitent sur le noyau compact.
- "l'atterrissage"
est d'une violence telle que la température monte à plusieurs milliards
de degrés, et que l'énergie mécanique dégagée souffle littéralement les
couches externes vers l'extérieur, détruisant l'étoile en une simple
seconde. Dans ce temps très court, tous les éléments plus lourds que le
fer, qui ont été synthétisés dans le choc, sont expulsés dans le milieu
interstellaire environnant. Pendant quelques heures, la supernova est à
elle seule plus brillante que toute la galaxie dans laquelle elle se
trouve.
- le coeur, écrasé à son tour, devient une étoile à neutrons,
ou, s'il est assez massif, un trou noir.
L'onde
de choc se propage dans le
milieu interstellaire, y déclenchant la
compression et l'effondrement de nuages moléculaires : de nouvelles
étoiles vont naître...