Une nouvelle photographie du télescope spatial Spitzer montre comment les restes de supernova Cassiopeia A ont évolué au fil du temps. Les éléments les plus légers, comme l'hydrogène, se trouvaient dans la coque la plus externe, tandis que les éléments les plus lourds s'enfonçaient au centre. Les coquilles de matériau éclaté correspondent assez bien avec les couches originales de l'étoile avant qu'elle ne détonne comme une supernova.
Les astronomes utilisant le télescope spatial Spitzer infrarouge de la NASA ont découvert qu'une étoile explosée, nommée Cassiopeia A, a explosé de manière quelque peu ordonnée, en conservant une grande partie de sa couche originale en forme d'oignon.
"Spitzer a essentiellement trouvé les pièces manquantes clés du casse-tête Cassiopeia A", a déclaré Jessica Ennis de l'Université du Minnesota, Minneapolis, auteur principal d'un article à paraître dans le numéro du 20 novembre du Astrophysical Journal.
"Nous avons trouvé de nouveaux morceaux de couches d'oignons qui n'avaient jamais été vus auparavant", a déclaré le Dr Lawrence Rudnick, également de l'Université du Minnesota, et chercheur principal de la recherche. "Cela nous dit que l'explosion de l'étoile n'était pas assez chaotique pour mélanger ses restes dans un gros tas de bouillie."
Cassiopée A, ou Cas A pour faire court, est ce qu'on appelle un vestige de supernova. L'étoile d'origine, environ 15 à 20 fois plus massive que notre soleil, est décédée relativement récemment dans une explosion de «supernova» cataclysmique dans notre propre galaxie de la Voie lactée. Comme toutes les étoiles massives matures, l'étoile Cas A était jadis propre et bien rangée, composée de coquilles concentriques composées de divers éléments. La peau externe de l'étoile était constituée d'éléments plus légers, tels que l'hydrogène; ses couches centrales étaient bordées d'éléments plus lourds comme le néon; et son noyau était empilé avec les éléments les plus lourds, comme le fer.
Jusqu'à présent, les scientifiques n'étaient pas exactement sûrs de ce qui est arrivé à l'étoile Cas A lorsqu'elle s'est déchirée. Une possibilité est que l'étoile a explosé de manière plus ou moins uniforme, déployant ses couches dans un ordre successif. Si tel était le cas, ces couches devraient être conservées dans les débris en expansion. Les observations précédentes ont révélé des parties de certaines de ces couches, mais il y avait de mystérieuses lacunes.
Spitzer a réussi à résoudre l'énigme. Il s'avère que certaines parties de l'étoile Cas A n'avaient pas été abattues aussi rapidement que d'autres lorsque l'explosion a éclaté. Imaginez un oignon explosant avec des morceaux en couches se fissurant et zoomant, et d'autres morceaux d'une autre partie de l'oignon qui filent à des vitesses légèrement plus lentes.
"Maintenant, nous pouvons mieux reconstruire la façon dont l'étoile a explosé", a déclaré le Dr William Reach du Spitzer Science Center de la NASA, Pasadena, Californie. "Il semble que la plupart des couches originales de l'étoile ont volé vers l'extérieur dans l'ordre successif, mais à des vitesses moyennes différentes selon les où ils ont commencé. "
Comment Spitzer a-t-il trouvé les pièces du puzzle manquantes? Au fur et à mesure que les couches de l’étoile s'élancent vers l’extérieur, elles se précipitent, une par une, dans une onde de choc provenant de l’explosion et s’échauffent. Le matériau qui a frappé l'onde de choc plus tôt a eu plus de temps pour se réchauffer à des températures qui rayonnent les rayons X et la lumière visible. Le matériau qui vient de frapper l'onde de choc est plus frais et brillant de lumière infrarouge. Par conséquent, les observations antérieures aux rayons X et à la lumière visible ont identifié des matériaux chauds et profonds qui avaient été projetés rapidement, mais pas les morceaux manquants plus froids qui traînaient derrière. Les détecteurs infrarouges de Spitzer ont pu trouver les morceaux manquants - gaz et poussière constitués des éléments de la couche intermédiaire néon, oxygène et aluminium.
La Cassiopée A est la cible idéale pour étudier l'anatomie d'une explosion de supernova. Parce qu'il est jeune et relativement proche de notre système solaire, il subit sa dernière mort juste devant les yeux vigilants de divers télescopes. Dans quelques centaines d'années, les restes épars de Cas A se seront complètement mélangés, effaçant à jamais des indices importants sur la vie et la mort de l'étoile.
Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, à Pasadena, en Californie, gère la mission Spitzer Space Telescope pour la Direction des missions scientifiques de la NASA, Washington. Les opérations scientifiques sont menées au Spitzer Science Center du California Institute of Technology, également à Pasadena. Caltech gère le JPL pour la NASA.
Pour plus d'informations sur Spitzer, visitez http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/main/index.html ou http://www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL
