Astronomie : la plus ancienne supernova observée est âgée de 10,5 milliards d'années

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23 février 2018. – Une équipe internationale d'astronomes menée par l'Université de Southampton, au sud du Royaume-Uni, a annoncé ce mardi 20 février 2018 dans un article publié dans l'Astrophysical Journal la découverte de la plus ancienne supernova recensée à ce jour, située à 10,5 milliards d'années-lumière de la Terre.

La supernova SN 1994D (point blanc brillant en bas à gauche), en dehors de la galaxie spirale NGC 4526 (photo datant de 1994).

Ce phénomène a été détecté en août 2016 dans le cadre du programme de Surveillance de l'Énergie Noire (Dark Energy Survey, en anglais), une collaboration internationale visant à cartographier plusieurs centaines de millions de galaxies dans le but de comprendre l'énergie noire, une force encore mystérieuse supposée provoquer l'expansion accélérée de l'Univers. Mais il aura fallu attendre octobre 2017 pour que la distance et la luminosité de la supernova DES16C2nm soient confirmées, à l'aide de trois télescopes : le Very Large Telescope et le Magellan au Chili, ainsi que l’observatoire W.M. Keck à Hawaii.

Une explosion cosmique démesurée
Animation montrant les différentes phases d'une supernova.

En plus de son âge respectable (10,5 milliards d'années, soit approximativement 3 milliards d'années après la naissance de l'Univers), la supernova DES16C2nm est le fruit de l'implosion cataclysmique d'une étoile supergéante en fin de vie, dont la masse était jusqu'à 70 fois celle du Soleil. Un phénomène très violent, puisque la matière composant l'astre se retrouve éjectée à des vitesses de plusieurs milliers de kilomètres par seconde. Mais la démesure de l'événement était telle, que la supernova brillait autant que 200 millions de soleils. Une intensité inouïe en raison de la masse colossale de l’étoile dont elle découle, ce qui a directement entraîné l'effondrement de son coeur en un trou noir, capable de produire de part et d’autre de son axe de rotation d’immenses jets de plasma. « DES16C2nm est extrêmement lointaine, extrêmement brillante et extrêmement rare, pas le genre de chose sur lequel, en tant qu'astronome, on tombe tous les jours », déclare Mathew Smith, principal auteur de l'étude. Si brillante et si rare que DES16C2nm s'est retrouvée classée dans la catégorie des supernovae super-lumineuses (SLSN), aussi appelées hypernovae.

Une découverte pleine de promesses

La découverte de DES16C2nm apporte en effet de nombreuses informations sur les hypernovae, un phénomène rarissime qui ne se produirait qu'une fois tous les 200 millions d'années au sein de notre Voie Lactée. « En plus d'être une découverte très excitante, la distance extrême de DES16C2nm nous donne un aperçu unique de la nature des supernovas super lumineuses », précise Mathew Smith. Et ce, en plus de permettre aux scientifiques de mieux cerner les mécanismes qui donnent naissance à ces titanesques événements cosmiques. « La lumière ultraviolette émise par cette supernova nous renseigne sur la quantité de métal produite dans l'explosion et sur la température de l'explosion elle-même, deux informations essentielles pour comprendre les causes, les moteurs, de ces explosions cosmiques », explique-t-il dans le communiqué édité par l'Université de Southampton.

« Trouver plus d’évènements distants, pour déterminer la variété et le nombre incroyable de ces évènements, représente la prochaine étape », explique le Professeur Mark Sullivan, co-auteur des travaux. L’astronome et ses 400 collègues membres du Dark Energy Survey concentrent désormais leur travail sur l'exploration intensive des recoins encore inexplorés du cosmos : « Maintenant que nous savons comment trouver ces objets, même à des distances plus grandes encore, nous sommes en quête active de bien plus d’entre eux, en tant que membres du Dark Energy Survey », conclut-t-il.

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