Beaucoup d'étoiles meurent en gémissant, s'affaissant dans la fraîcheur, petites étoiles, mais les plus massifs sortent en trombe. Ces géants produisent des éléments dans leurs noyaux, et quand les étoiles explosent dans les phénomènes spectaculaires connus sous le nom de supernovae, la puissance de l'événement disperse les éléments loin dans l'espace. On pourrait même dire que les supernovae sont responsables de la vie sur Terre, puisque les explosions sont à l'origine de la plupart des éléments trouvés sur notre planète et dans notre corps.

"Chaque atome d'oxygène ou de fer sur Terre était autrefois au centre d'une étoile, et il s'est retrouvé ici uniquement parce que cette étoile est morte dans une explosion et ensuite ces éléments ont été mélangés avec des gaz dans l'espace, " déclare le professeur Avishay Gal-Yam du département de physique des particules et d'astrophysique du Weizmann Institute of Science.

A l'aide de satellites de recherche et de télescopes géants, Le professeur Gal-Yam recherche dans l'univers des supernovae - dans l'espoir de les observer au fur et à mesure qu'elles se produisent et d'étudier les processus physiques qui se déroulent avant et pendant l'explosion. L'étude de la façon dont les étoiles vivent et meurent fournit au professeur Gal-Yam et à son équipe de recherche des indices essentiels sur les origines et l'abondance relative des éléments qui composent le tableau périodique.

« Certaines des énigmes qui nous fascinent sont :pourquoi le fer est-il beaucoup plus courant que tout autre métal ? Et comment sont fabriqués l'azote et le calcium ? » il dit.

Le professeur Gal-Yam et ses collaborateurs ont fait l'actualité il y a plusieurs années lorsqu'ils ont découvert un nouveau type de supernova qui se caractérise par une explosion relativement faible et éjecte des quantités inhabituellement importantes de calcium et de titane. Ces supernovae riches en calcium pourraient aider à expliquer l'abondance relative du calcium dans l'univers, y compris sur Terre.

Une autre observation récente remarquable produit une mine de données qui aident les astronomes à répondre à des questions fondamentales sur les origines de l'univers.

L'événement – ​​le 17 août 2016 – a été l'observation de la collision massive de deux étoiles à neutrons :les objets les plus denses de l'univers en plus des trous noirs. Le crash a donné aux astrophysiciens l'occasion d'enregistrer les ondes gravitationnelles prédites par les théories d'Einstein :des « ondulations » dans le tissu de l'espace-temps produites lorsqu'un objet massif, comme une étoile, est accéléré à des vitesses élevées.

Le professeur Gal-Yam et ses collègues de Weizmann ont rapidement analysé le rayonnement électromagnétique de la collision avant qu'il ne se disperse. En utilisant une technique de mesure appelée spectroscopie, Le professeur Gal-Yam a trouvé des profils d'émission correspondant à ceux d'éléments de métaux lourds rares - une preuve convaincante que des collisions d'étoiles à neutrons il y a longtemps ont produit des éléments tels que l'iode, uranium, et de l'or.

Dans une autre première, Le professeur Gal-Yam - avec des collaborateurs de plusieurs institutions à travers le monde - a trouvé des preuves qui pourraient confirmer l'existence d'un nouveau type d'explosion stellaire appelé supernova à instabilité de paire. À l'aide d'une image enregistrée par un télescope à l'observatoire Palomar de Caltech, les scientifiques ont localisé une étoile massive qui était sur le point d'exploser. Contrairement à la plupart des supernovae, qui s'estompent en quelques semaines, celui-ci a brûlé régulièrement pendant des mois à la même luminosité. Les scientifiques ont estimé la taille de l'étoile à environ 200 fois la masse du soleil. L'explosion a généré l'équivalent de plusieurs soleils de nickel-56 radioactif - ce qui l'a fait briller pendant si longtemps - et de grandes quantités d'éléments plus légers, comme le carbone et le silicium.

Dans un article publié dans Scientifique américain , Le professeur Gal Yam a écrit que les supernovas à instabilité des paires "sont d'énormes usines d'éléments, et ils produisent les explosions les plus énergétiques connues de la science. » Il a également noté que les supernovae à instabilité de paire impliquant des étoiles mesurant plus de 100 masses solaires ont probablement été parmi les premières explosions stellaires à semer l'univers avec des éléments plus lourds.

Né à Jérusalem, Le professeur Gal-Yam a obtenu son doctorat. en physique et astronomie en 2003 à l'Université de Tel Aviv. Il a reçu la prestigieuse bourse postdoctorale Hubble de la NASA et a passé quatre ans à mener des recherches au California Institute of Technology (Caltech), puis rejoint l'Institut Weizmann en 2007.

Maintenant, les recherches du professeur Gal-Yam sont sur le point de faire un pas en avant historique, grâce à un nouveau projet appelé ULTRASAT :Ultraviolet Transient Astronomy Satellite. Une collaboration internationale entre l'Institut Weizmann, l'Agence spatiale israélienne, Caltech, et la NASA, la mission ULTRASAT lancera un petit satellite emportant un télescope avec un champ de vision sans précédent.

L'explosion initiale d'une supernova est si énergétique que les informations les plus importantes ne peuvent être recueillies que dans les courtes longueurs d'onde ultraviolettes (UV). Et puisque les longueurs d'onde UV sont filtrées par l'atmosphère terrestre, ces observations ne peuvent être faites que par un télescope spatial, c'est pourquoi ULTRASAT est si important. Il observera la lumière dans la gamme UV, et devrait être capable de détecter des événements transitoires tels que l'éruption d'une supernova. Une fois qu'un tel événement est identifié, un système de communication par satellite alertera en temps réel les télescopes haute résolution du monde entier, et ceux-ci captureront les détails de l'événement.

"La mission d'ULTRASAT sera de détecter les explosions de supernova quelques secondes ou minutes après qu'elles se soient produites, afin que nous puissions commencer nos études immédiatement, " explique le professeur Gal-Yam. " Beaucoup d'informations sont perdues lorsque vous ne détectez pas une supernova tout de suite parce que les matériaux se mélangent, se dispersent et changent de forme. "

Jusqu'à maintenant, trouver des supernovae à un stade précoce a été principalement une question de chance, mais avec ULTRASAT à leur recherche, des centaines pourraient être identifiés. Le professeur Gal-Yam a déclaré que le satellite – le premier d'Israël – devrait être lancé dans le courant de 2019. « C'est vraiment une nouvelle ère de découvertes en astrophysique, " il dit.