question posée le 13-02-2011 par Claude
À propos de Simeis 147, quelle est donc la différence entre les débris de l'étoile et le rémanant de la supernova, c'est-à-dire de l'explosion ? D'avance merci.
réponse du 15-02-2011 par Fabrice Mottez
Dans une étoile, comme dans tout astre, la matière au coeur de l'étoile porte celle qui est au dessus d'elle. Elle est donc écrasée par le poids de ce qui est au dessus. Le coeur de l'étoile n'est pas totalement comprimé, car certains effets permettent à la matière de résister à cet écrasement.
Au coeur d'une étoile très massive, se promènent des particules très légères, les électrons, et des noyaux d'atomes. Les électrons, tout aussi légers qu'ils soient, ne se laissent pas écraser, et empêchent le coeur de s'effondrer sous le poids des couches externes de l'étoile.
Mais il arrive un moment dans la vie de l'étoile (si elle est 8 fois plus massive que le Soleil) où sous l'effet de la compression, les électrons se combinent avec les protons des noyaux atomiques pour fabriquer des neutrons. Or les neutrons se laissent plus facilement comprimer que les électrons (on dit qu'un gaz de neutrons est plus compressible qu'un gaz d'électrons). Alors, assez soudainement (car la réaction s'emballe), le gaz d'électron se dérobe sous le poids des couches externes de l'étoile, pour être remplacé par un gaz de neutrons qui demande beaucoup moins de place.
Alors les couches externes de l'étoile (qui constituent la majeure partie de son volume et de sa masse) tombent en chute libre...
jusqu'à ce que le noyau d'où les électrons ont disparu, devenu plus petit, atteigne sa taille d'équilibre. (Un diamètre qui ne dépasse pas 30 ou 40 km.) A ce stade, le noyau ne se laisse plus comprimer, et devient à nouveau très "dur".
Quand les couches externes de l'étoiles heurtent ce petit noyau très dense et très dur au terme de leur chute, elles rebondissent, avec une très grande violence. A cela s'ajoutent de nombreux effets liés à la transformation des électrons et protons en neutrons, et d'autres réactions nucléaires.
Il en résulte une explosion terrible, c'est la supernova.
Quelques milliers d'années plus tard, que trouve-on ?
Les matières externes de l'étoile qui ont rebondi très fort contre le coeur de l'étoile, et ont été poussées par l'explosion, continuent de se disséminer dans l'espace. Il constituent une nébuleuse souvent sphérique, comme celle que l'on peut admirer sur l'APOD dédiée à Sim 147.
Mais le noyau de l'étoile existe toujours. C'est une autre partie des restes. Pour Sim 147, ce noyau est devenu une étoile à neutrons (c'est à dire qu'elle est majoritairement constituée de neutrons), d'une masse d'environ 1 à 3 masses solaires, mais avec un diamètre de seulement quelques dizaines de kilomètres (contre 1 400 000 km pour le Soleil).
Il est vrai qu'on ne peut pas vraiment appeler cela un débris. Mais c'est une autre partie de ce qui reste, à part la nébuleuse.
Certains restes de supernova n'ont pas d'étoile à neutron. Parfois, il ne reste que la nébuleuse, avec rien de spécial au centre (c'est ce qui se passe avec un autre type de supernova où c'est le coeur de l'étoile qui explose, et où absolument tout est éjecté par l'explosion), ou bien il reste un trou noir, ou encore une étoile à neutrons, mais qui a été chassée par l'explosion, et qui n'est plus au milieu de la nébuleuse de gaz.
Quand une étoile de plus de 8 masses solaires explose, quand il reste quelque chose d'observable au milieu (une étoile à neutrons), sa masse est de 1 à 3 masses solaires. C'est à dire qu'au moins 5 fois la masse du Soleil (donc la majeure partie de la matière) se trouve disséminée par l'explosion à travers l'espace.
