En 1572, L'astronome danois Tycho Brahe était parmi ceux qui ont remarqué un nouvel objet brillant dans la constellation de Cassiopée. Ajoutant de l'huile au feu intellectuel que Copernic a déclenché, Tycho a montré que cette "nouvelle étoile" était bien au-delà de la Lune, et qu'il était possible que l'Univers au-delà du Soleil et des planètes change.

Les astronomes savent maintenant que la nouvelle étoile de Tycho n'était pas nouvelle du tout. Il a plutôt signalé la mort d'une étoile dans une supernova, une explosion si brillante qu'elle peut éclipser la lumière d'une galaxie entière. Cette supernova particulière était de type Ia, qui se produit lorsqu'une étoile naine blanche tire de la matière, ou fusionne avec, une étoile compagne proche jusqu'à ce qu'une violente explosion se déclenche. L'étoile naine blanche est effacée, envoyant ses débris se précipiter dans l'espace.

Comme pour de nombreux restes de supernova, le reste de la supernova Tycho, comme on l'appelle aujourd'hui (ou "Tycho, " pour faire court), brille brillamment dans la lumière des rayons X parce que les ondes de choc, similaires aux bangs soniques des avions supersoniques, générées par l'explosion stellaire chauffent les débris stellaires jusqu'à des millions de degrés. Au cours de ses deux décennies d'activité, L'observatoire à rayons X Chandra de la NASA a capturé des images aux rayons X sans précédent de nombreux restes de supernova.

Chandra révèle un motif intrigant de touffes lumineuses et de zones plus pâles à Tycho. Qu'est-ce qui a causé ce fourré de nœuds au lendemain de cette explosion ? L'explosion elle-même a-t-elle causé ce grumeau, ou était-ce quelque chose qui s'est passé après?

Cette dernière image de Tycho de Chandra fournit des indices. Pour souligner les touffes dans l'image et la nature tridimensionnelle de Tycho, les scientifiques ont sélectionné deux gammes étroites d'énergies de rayons X pour isoler le matériau (silicium, de couleur rouge) s'éloignant de la Terre, et se déplaçant vers nous (aussi silicium, coloré en bleu). Les autres couleurs de l'image (jaune, vert, bleu vert, orange et violet) montrent une large gamme d'énergies et d'éléments différents, et un mélange de directions de mouvement. Dans cette nouvelle image composite, Les données de rayons X de Chandra ont été combinées avec une image optique des étoiles dans le même champ de vision du Digitized Sky Survey.

En comparant l'image Chandra de Tycho à deux simulations informatiques différentes, les chercheurs ont pu tester leurs idées par rapport à des données réelles. L'une des simulations a commencé avec des débris agglutinés de l'explosion. L'autre a commencé avec des débris lisses de l'explosion, puis l'agglutination est apparue par la suite alors que le reste de la supernova évoluait et que de minuscules irrégularités étaient amplifiées.

Une analyse statistique utilisant une technique sensible au nombre et à la taille des amas et des trous dans les images a ensuite été utilisée. En comparant les résultats pour le Chandra et les images simulées, les scientifiques ont découvert que le reste de la supernova Tycho ressemblait fortement à un scénario dans lequel les amas provenaient de l'explosion elle-même. Alors que les scientifiques ne savent pas comment, une possibilité est que l'explosion de l'étoile ait plusieurs points d'allumage, comme des bâtons de dynamite lancés simultanément à différents endroits.

Il est important de comprendre les détails de l'explosion de ces étoiles car cela peut améliorer la fiabilité de l'utilisation des "bougies standard" des supernovas de type Ia, c'est-à-dire objets dont la luminosité inhérente est connue, que les scientifiques peuvent utiliser pour déterminer leur distance. Ceci est très important pour étudier l'expansion de l'univers. Ces supernovae saupoudrent également des éléments tels que le fer et le silicium, qui sont essentiels à la vie telle que nous la connaissons, dans la prochaine génération d'étoiles et de planètes.

Un article décrivant ces résultats est paru le 10 juillet Numéro 2019 du Journal d'astrophysique et est disponible en ligne. Les auteurs sont Toshiki Sato (RIKEN à Saitama, Japon, et le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland), John (Jack) Hughes (Université Rutgers à Piscataway, New Jersey), Brian Williams, (Centre de vol spatial Goddard de la NASA), et Mikio Morii (Institut de mathématiques statistiques de Tokyo, Japon).

Une autre équipe d'astronomes, dirigé par Gilles Ferrand de RIKEN à Saitama, Japon, a construit ses propres modèles informatiques tridimensionnels d'un reste de supernova de type Ia à mesure qu'il change avec le temps. Leur travail montre que les asymétries initiales dans l'explosion de supernova simulée sont nécessaires pour que le modèle du reste de supernova qui s'ensuive ressemble étroitement à l'image Chandra de Tycho, à un âge similaire. Cette conclusion est similaire à celle faite par Sato et son équipe.

Un article décrivant les résultats de Ferrand et des co-auteurs est paru le 1er juin, Numéro 2019 du Journal d'astrophysique et est disponible en ligne.