L’une des plus célèbres explosions de notre galaxie pourrait être entrée en collision avec quelque chose

Une nouvelle analyse de l’une des plus célèbres explosions du cosmos a révélé une curieuse asymétrie.

Image multi-longueurs d’onde de Cassiopée A. (NASA/JPL-Caltech)

Les astronomes ont découvert qu’une partie de la nébuleuse interne du vestige de la supernova Cassiopée A n’est pas en expansion régulière.

Quelque chose a provoqué le déplacement d’une section du nuage, non pas vers l’extérieur avec le reste de la matière, mais vers l’intérieur, en direction de la source de l’explosion : un choc inverse.

“Le mouvement de recul à l’ouest peut signifier deux choses”, explique l’astronome Jacco Vink de l’Université d’Amsterdam aux Pays-Bas.

“Soit il y a un trou quelque part, une sorte de vide, dans la matière de la supernova, ce qui fait que la coquille chaude se déplace soudainement vers l’intérieur localement. Ou bien la nébuleuse est entrée en collision avec quelque chose.”

Cassiopée A, située à 11 000 années-lumière, est l’un des objets les plus célèbres et les mieux étudiés de la Voie lactée. Il s’agit de ce que l’on appelle un reste de supernova, c’est-à-dire le nuage d’éjectas en expansion qui subsiste après l’explosion d’une étoile massive.

La supernova Cassiopée A aurait été observée pour la première fois dans les années 1670, illuminant le ciel, et les astronomes n’ont cessé depuis d’étudier ce vestige. C’est un excellent échantillon pour étudier l’évolution des supernovae.

Image multi-longueurs d’onde de Cassiopée A. (NASA/JPL-Caltech)

Cassiopée A émet de la lumière dans de multiples longueurs d’onde, et consiste en une grande coquille grossièrement sphérique de matière en expansion, probablement éjectée avant la supernova, alors que l’étoile devenait de plus en plus instable.

Cette matière se dilate à une vitesse moyenne comprise entre 4 000 et 6 000 kilomètres par seconde.

Dans leur nouvelle étude, Vink et ses collègues ont étudié 19 années de données de rayons X provenant de l’observatoire Chandra X-ray afin de reconstituer l’évolution du vestige au fil du temps.

Ils ont constaté qu’une section du côté ouest de la région interne de la coquille rebondit vers le centre, à des vitesses comprises entre 3 000 et 8 000 kilomètres par seconde.

Ils ont également constaté que l’onde de choc extérieure de la même section de l’obus s’accélère. Selon les modèles informatiques d’une onde de choc en expansion, une collision avec quelque chose va d’abord faire décélérer le front de choc, puis l’accélérer : “Exactement comme nous l’avons mesuré”, explique Vink.

Une carte de Cassiopée A montrant son expansion mesurée. (J.Vink/astronomie.nl)

Alors, avec quoi l’onde de choc a-t-elle pu entrer en collision ?

Grâce à d’autres restes de supernova, nous savons que la matière présente dans l’espace entourant l’étoile peut créer des chocs inversés : des régions plus denses de gaz et de poussières interstellaires, par exemple, ou même une coquille de matière antérieure, se déplaçant plus lentement, éjectée par l’étoile dans ses derniers instants.

Dans le cas de Cassiopée A, une région dense de matière émise par l’étoile mourante pourrait avoir produit une coquille partielle dans laquelle le vestige se serait encastré lors de son expansion.

Elle pourrait également être le résultat d’une brève phase Wolf-Rayet de perte de masse extrême subie par des étoiles vraiment énormes, qui a créé une cavité dans l’espace autour de l’étoile.

Nous ne savons pas grand-chose de l’étoile progénitrice à l’origine du reste de supernova de Cassiopée A. Nous ne connaissons pas sa taille. Nous ne savons pas quelle était sa taille, son âge ou son type spectral. Selon les chercheurs, ces résultats pourraient fournir quelques indices.

“La dynamique du choc rapportée ici fournit des indices importants sur l’histoire de la perte de masse tardive du progéniteur, que ce soit sous la forme d’une coquille partielle et asymétrique résultant d’une perte de masse épisodique, d’une cavité asphérique créée par un bref vent de phase Wolf-Rayet, ou peut-être même d’une combinaison des deux”, écrivent-ils dans leur article.

Il est étonnant que de nouveaux détails soient encore découverts sur un objet aussi bien étudié que Cassiopée A. Avec les nouveaux instruments qui tournent leur regard vers l’objet, nous ne pouvons que nous attendre à ce que d’autres mystères soient révélés dans les années à venir.

La recherche a été acceptée dans l’Astrophysical Journal et est disponible sur arXiv.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche