La poussière cosmique, comme la poussière sur Terre, est constituée de groupements de molécules qui se sont condensées et collées ensemble en un grain. Mais la nature exacte de la création de poussière dans l’univers est restée longtemps un mystère. Mais aujourd'hui, une équipe internationale d'astronomes de Chine, des États-Unis, du Chili, du Royaume-Uni, d'Espagne, etc., a fait une découverte importante en identifiant une source de poussière jusqu'alors inconnue dans l'univers :une supernova de type 1a en interaction avec gaz de son environnement.
L'étude a été publiée dans Nature Astronomy le 9 février, et était dirigé par le professeur Wang Lingzhi du Centre d'astronomie d'Amérique du Sud de l'Académie chinoise des sciences.
Les supernovae sont connues pour jouer un rôle dans la formation de poussière, et à ce jour, la formation de poussière n’a été observée que dans les supernovae d’effondrement du noyau, c’est-à-dire l’explosion d’étoiles massives. Puisque les supernovae avec effondrement du noyau ne se produisent pas dans les galaxies elliptiques, la nature de la création de poussière dans ces galaxies est restée insaisissable.
Ces galaxies ne sont pas organisées en spirale comme notre Voie lactée mais sont des essaims géants d’étoiles. Cette étude montre que les supernovae thermonucléaires de type 1a, l'explosion d'étoiles naines blanches dans des systèmes binaires avec une autre étoile, peuvent être responsables d'une quantité importante de poussière dans ces galaxies.
Les chercheurs ont surveillé une supernova, SN 2018evt, pendant plus de trois ans à l'aide d'installations spatiales telles que le télescope spatial Spitzer de la NASA et les missions NEOWISE, d'installations au sol comme le réseau mondial de télescopes de l'Observatoire de Las Cumbres et d'autres installations en Chine, en Amérique du Sud, et l'Australie. Ils ont découvert que la supernova se heurtait à des matériaux précédemment rejetés par une ou les deux étoiles du système binaire avant l'explosion de l'étoile naine blanche, et la supernova a envoyé une onde de choc dans ce gaz préexistant.
Pendant plus de mille jours de surveillance de la supernova, les chercheurs ont remarqué que sa lumière commençait à diminuer précipitamment dans les longueurs d'onde optiques que nos yeux peuvent voir, puis commençait à briller plus fort dans la lumière infrarouge. C'était un signe révélateur que de la poussière était créée dans le gaz circumstellaire après son refroidissement suite à l'onde de choc de la supernova qui le traversait.
"Les origines de la poussière cosmique ont longtemps été un mystère. Cette étude marque la première détection d'un processus de formation de poussière significatif et rapide dans la supernova thermonucléaire interagissant avec le gaz circumstellaire", a déclaré le professeur Wang, premier auteur de l'étude.
L'étude estime qu'une grande quantité de poussière a dû être créée par cet événement de supernova, une quantité égale à plus de 1 % de la masse du soleil. À mesure que la supernova se refroidit, la quantité de poussière créée devrait être multipliée par dix. Bien que ces usines de poussière ne soient pas aussi nombreuses ou efficaces que les supernovae à effondrement du cœur, il se peut qu'il y ait suffisamment de supernovae thermonucléaires interagissant avec leur environnement pour constituer une source de poussière importante, voire dominante, dans les galaxies elliptiques.
"Cette étude offre un aperçu de la contribution des supernovae thermonucléaires à la poussière cosmique, et on peut s'attendre à ce que davantage d'événements de ce type se produisent à l'ère du télescope spatial James Webb (JWST)", a déclaré le professeur Wang Lifan de la Texas A&M University, un co-premier auteur de l’étude. Le télescope Webb voit la lumière infrarouge parfaite pour la détection de la poussière.
"La création de poussière est simplement du gaz qui devient suffisamment froid pour se condenser", a déclaré le professeur Andy Howell de l'Observatoire de Las Cumbres et de l'Université de Californie à Santa Barbara. Howell est le chercheur principal du projet Global Supernova dont les données ont été utilisées dans l'étude. "Un jour, cette poussière se condensera en planétésimaux et, finalement, en planètes. C'est une création qui recommence à la suite de la mort stellaire. Il est passionnant de comprendre un autre lien dans le cercle de la vie et de la mort dans l'univers."
Plus d'informations : Poussière nouvellement formée dans l'environnement circumstellaire de SN Ia-CSM 2018evt, Nature Astronomy (2024). DOI : 10.1038/s41550-024-02197-9. Sur arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2310.14874
Informations sur le journal : arXiv , Astronomie de la nature
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
