La nébuleuse intérieure de la supernova très étudiée Cassiopée A ne se déplace pas facilement vers l’extérieur. Cela a été découvert par des astronomes de l’Université d’Amsterdam et de Harvard. Les astronomes soupçonnent que les restes sont entrés en collision avec quelque chose. Leurs conclusions ont été acceptées pour publication dans Le Journal Astrophysique.
Cassiopée A est le reste d’une étoile explosée dans la constellation de Cassiopée, à environ 11 000 années-lumière de nous. La lumière de l’explosion aurait dû atteindre la Terre pour la première fois vers 1670. Cependant, il y avait trop de gaz et de poussière autour de l’étoile pour que l’explosion puisse être vue à l’œil nu ou avec les télescopes alors très basiques. La nébuleuse de l’explosion de Cassiopée A se dilate à une vitesse moyenne de 4 000 à 6 000 kilomètres par seconde et a une température d’environ 30 millions de degrés Celsius. L’expansion se produit très probablement dans le gaz qui a été soufflé par l’étoile bien avant l’explosion. Cassiopée A mesure maintenant environ 16 années-lumière de diamètre.
19 ans de données
Les chercheurs, dirigés par Jacco Vink (Université d’Amsterdam, Pays-Bas) ont analysé 19 ans de données de l’observatoire de rayons X Chandra. Il s’agit d’un satellite américain à rayons X avec des spectromètres néerlandais qui orbite autour de la Terre sur une orbite elliptique élevée.
Les scientifiques ont observé que du côté ouest de Cassiopée A, les régions intérieures de la nébuleuse de l’explosion ne s’étendent pas, mais se déplacent vers l’intérieur. Les chercheurs ont également pris des mesures de l’accélération ou de la décélération de l’onde de choc externe. Cette onde de choc externe s’est avérée s’accélérer à l’ouest au lieu de décélérer comme prévu.
« Le recul de l’ouest peut signifier deux choses », explique Jacco Vink. « Soit il y a un trou quelque part, une sorte de vide, dans le matériau de la supernova, provoquant un déplacement soudain de la coquille chaude vers l’intérieur localement. Soit la nébuleuse est entrée en collision avec quelque chose. » D’après les modèles de Vink et de ses collègues, une collision semble très probable. Les modèles informatiques prédisent qu’après une collision, le choc diminue d’abord en vitesse puis s’accélère. « Exactement comme nous l’avons mesuré », dit Vink.
Court clip avec explication en anglais de la découverte que les restes intérieurs de Cassiopée A ne se dilatent pas uniformément. Notez que l’ouest est sur la droite. Crédit : J. Vink
groupe italien
Le scénario de collision a également été étudié récemment par un groupe italien avec qui Vink collabore. Ils soupçonnent que l’onde de choc est entrée en collision avec une coquille de particules de gaz. Cette coquille aurait été créée lorsque l’étoile non explosée a soufflé un vent irrégulier de particules de gaz à la fin de sa vie.
La coopération entre Vink et les Italiens ne s’est pas faite à l’improviste. Le groupe italien s’est mis au travail sur les résultats préliminaires que Vink a montrés lors d’une conférence en 2019. « Lorsque nous avons récemment trouvé une accélération et qu’ils ont prédit que dans leurs modèles, les pièces du puzzle se sont mises en place », explique Vink.
Cassiopée A a attiré beaucoup d’attention ces derniers temps. Par exemple, le nouveau satellite à rayons X IXPE de la NASA a publié son première image de l’étoile éclatée à la Saint Valentin. Et le télescope spatial James Webb tournera son regard infrarouge vers les restes de supernova plus tard cette année.
Jacco Vink, Daniel J. Patnaude & Daniel Castro, La dynamique des chocs avant et arrière de Cassiopée A. arXiv:2201.08911v2 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2201.08911. Accepté pour publication dans Le Journal Astrophysique