Comment les supernovae s'allument de l'intérieur express
Un feu qui atteint toujours la même température, que vous jetiez une allumette au centre de la bûche ou que vous enflammiez plusieurs brindilles sur les bords. C'est à peu près ce que font les supernovae de type Ia — ces explosions cosmiques que les astronomes utilisent comme règle pour mesurer les distances dans l'Univers.
On a longtemps pensé qu'une telle explosion se produisait lorsqu'une naine blanche (le résidu ultra-dense d'une étoile) arrache de la matière à une étoile voisine et atteint une masse critique. Mais comment exactement démarre la détonation — cette transition explosive et soudaine depuis une combustion relativement lente — restait un mystère. Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont pour la première fois appliqué un mécanisme qui fonctionne non seulement en théorie, mais qui a aussi été validé dans des laboratoires terrestres : la transition de la combustion à la détonation induite par la turbulence (tDDT). C'est comme si les flammes d'une cheminée accéléraient soudainement jusqu'à former une onde de choc supersonique à cause des tourbillons chaotiques de l'air.
Les auteurs ont calculé plusieurs scénarios, en faisant varier la densité au centre de la naine blanche et la forme du foyer initial de combustion. Le résultat a surpris : bien que les conditions aient différé d'un facteur six, au pic de luminosité, tous les modèles ont donné un spectre pratiquement identique — l'« empreinte » de l'explosion. De plus, ce spectre correspondait exactement à celui de la supernova réellement observée SN 1999aa. Ce résultat fournit pour la première fois une explication physique de la prédictibilité des supernovae de type Ia : la turbulence « choisit » elle-même la même configuration pour l'explosion, comme une rivière trouve toujours le chemin le plus court vers la mer.
La supernova SN 1999aa, avec laquelle les modèles ont été comparés, était 20% plus brillante que les supernovae de type Ia ordinaires — mais son spectre correspondait quand même au modèle, confirmant l'universalité du mécanisme.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Rendez-vous avec Rama », les astronomes remarquent une supernova anormalement brillante qui se révèle plus tard être un vaisseau extraterrestre — mais en réalité, même les supernovae de type Ia superlumineuses trouvent désormais une explication dans la turbulence.