Vous ne le saviez pas !

Amas galactique

Amas galactique

L’amas galactique de la Vierge et Supernovae

Supernovae et l’amas galactique de la Vierge

Le sort qui attend le système solaire lorsque le Soleil deviendra un géant rouge est plutôt sinistre, mais, du moins ses planètes ne se mettront jamais à fondre et à se calciner dans l’éruption d’une supernova. Ce sort triste est réservé aux planètes proches d’étoiles plus massives que le Soleil.

Une étoile dont la masse est des dizaines de fois supérieure à celle du Soleil ne peut convertir d’une façon stable de l’hydrogène en hélium qui pendant quelques millions d’années, avant de s’engager brièvement dans des réactions nucléaires plus extravagantes. Ces étoiles, aux températures et aux pressions élevées, épuisent rapidement leur stock de carburant nucléaire et c’est pourquoi leur durée de vie est beaucoup plus courte que celle du Soleil.

Cette durée n’est pas assez longue pour l’évolution de formes avancées de vies dans les planètes qui l’accompagnent. Il y a donc peu de chances que des êtres, quelque part, se disent que leur étoile va devenir une supernova, car s’ils vivaient assez longtemps pour comprendre les supernovae, leur étoile n’en deviendrait probablement pas une.

Grosso modo, la condition essentielle pour qu’explose une supernova est tout d’abord la formation d’une masse centrale de fer par fusion de silicium. Sous une énorme pression, les électrons libres à l’intérieur de l’étoile fusionnent irrésistiblement avec les protons des noyaux de fer, les charges électriques égales et opposées de ceux-ci et de ceux-là s’annulant; l’intérieur de l’étoile se transforme en un noyau nucléaire unique, gigantesque, mais occupant un volume bien moindre que ne le faisaient auparavant électrons et noyaux de fer.

Une violent implosion se produit alors au cœur de l’étoile, les couches extérieures rebondissent, et il en résulte l’explosion d’une supernova dont la luminosité peut être supérieure aux brillances additionnées de toutes les autres étoiles de sa galaxie.

La terrible explosion d’une supernova éjecte dans l’espace presque toute la matière de l’étoile initiale – un petit résidu d’hydrogène et d’hélium et bon nombre d’autres atomes, de carbone et de silicium, de fer et d’uranium. Il reste néanmoins un cœur de neutrons chauds soudés par des forces nucléaires.

La Vierge

On soupçonne que l’amas galactique de la Vierge contient des dizaines de milliers de galaxies, unies dans un enlacement gravitationnel.

La Vierge est la plus riche collection de galaxies que nous connaissons. Fourmillante de spirales, de galaxies irrégulières, d’elliptiques, c’est une vraie boîte à bijoux dans le ciel. En fait, quelques astronomes qui étudièrent cette galaxie suggèrent qu’une attraction gravitationnelle pousse la Voie Lactée vers le centre de l’amas de la Vierge. D’après George Fitzgerald Smoot, un astrophysicien et cosmologiste américain, l’amas de la Vierge, cet amas contient beaucoup plus de galaxies que nous n’en avons détecté jusqu’à présent et que, fait le plus extraordinaire, ses dimensions sont immenses, couvrant dans l’espace un ou deux milliards d’années-lumière.

On sait que tout l’Univers observable ne s’étend que sur quelques dizaines de milliards d’années-lumière, et si la Vierge constitue un vaste super-amas galactique, peut-être y en a-t-il d’autres à des distances encore plus grandes – donc plus difficiles à détecter.

La durée de vie de l’Univers n’a, semble-t-il, pas été assez longue pour qu’à l’occasion d’un « grumeau » initial la force gravitationnelle collecte l’abondante masse qui paraît résider dans le super-amas de la Vierge. Aussi George Smoot est-il porté à conclure que le Big Bang fut beaucoup moins informé que le suggéraient ses autres observations, et que la répartition originelle de la matière dans l’Univers n’était rien moins qu’homogène. On pouvait s’attendre à quelques petits défauts dans l’uniformité cosmique, c’était même nécessaire pour comprendre la condensation des galaxies, mais pas à ce point. D’où la surprise. Le paradoxe s’effacerait peut-être si l’on imaginait deux ou plusieurs Big Bang presque simultanés.

Grosso modo, aucune des cosmologies modernes ne peut paraître pleinement satisfaisante. Plusieurs étoiles supergéantes bleues-blanches sont destinées à devenir des supernovae dans les millions d’années à venir, en un durable feu d’artifice cosmique. Image : © Megan Jorgensen.

Laissez un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *