Les plus lointaines supernovas détectées

Des astronomes ont découvert les plus lointaines (et donc anciennes) supernovas connues à ce jour, ces étoiles massives ayant explosé alors que l'univers n'était âgé que de 2,7 milliards d'années.
Avec le concours de collaborateurs de l'Université de la Californie à Irvine et d'autres centres de recherche, Jeff Cooke a été en mesure d'identifier les plus lointaines explosions d'étoiles massives actuellement détectées.
Ces nouvelles supernovas lointaines, au nombre de quatre, sont des étoiles très massives (entre 50 et 100 fois la masse du Soleil) dont les couches externes ont été éjectées lors d'une gigantesque explosion mettant un terme à leur vie stellaire.
Étant donné qu'elles sont situées à 11 milliards d'années-lumière, ces étoiles ont explosé il y a 11 milliards d'années. L'âge de l'univers étant estimé à 13,7 milliards d'années, il était encore relativement jeune - c'est-à-dire 2,7 milliards d'années - lorsque ces supernovas ont explosé. Selon Jeff Cooke, il s'agirait d'étoiles figurant «parmi les premières qui aient été formées». Pour donner un ordre de grandeur, précisons que le système solaire s'est formé beaucoup plus tard, il y a environ 4,6 milliards d'années.
Nouvelle technique de détection des supernovas
Pour détecter ces très lointaines supernovas, les astronomes ont dû développer une nouvelle technique: compiler de nombreuses images d'une même portion du ciel pendant une longue période. À l'instar d'un appareil-photo qui capte des objets plus faiblement éclairés lorsqu'on augmente le temps d'exposition, cette intégration des images du ciel permet d'observer des objets lointains très peu lumineux.
Pour cette étude, des photos ont été prises au télescope Canada-France-Hawaï pendant des périodes d'un an, puis on les a comparées pour trouver les «nouvelles» étoiles. Ces astres sont apparus sur les photos car les supernovas deviennent beaucoup plus brillantes au moment de leur explosion. Des observations sur le télescope Keck ont ensuite confirmé qu'il s'agissait bien de supernovas.
Avec cette nouvelle technique, les astronomes espèrent détecter d'autres supernovas extrêmement lointaines, peut-être encore plus éloignées que celles qui viennent d'être découvertes.
Formation des éléments dans les étoiles: la nucléosynthèse
Au début de l'univers, seuls quelques éléments «légers» ont été formés: hydrogène, hélium et lithium. Les éléments plus lourds, dont la Terre et nous-mêmes sommes composés, ont été principalement formés par fusion des noyaux atomiques dans les étoiles: c'est la nucléosynthèse stellaire.
Dans le noyau des étoiles, les hautes pressions et températures permettent aux noyaux de se fusionner pour créer successivement des atomes de plus en plus lourds et complexes. En leur coeur, les étoiles les plus massives pourraient ainsi former les éléments allant jusqu'au fer.
Les éléments plus lourds que le fer (par exemple le plomb, l'or et l'uranium) sont formés dans l'explosion des étoiles en supernovas, processus qui disséminent ces atomes dans le milieu interstellaire.
En expulsant leurs couches les plus externes lors de leur explosion, les supernovas enrichissent donc le milieu interstellaire d'éléments «lourds», qui peuvent ensuite être recyclés dans de nouvelles étoiles. L'étude des supernovas intéresse donc les scientifiques car ses implications vont au-delà de l'acquisition de nouvelles connaissances fondamentales sur l'évolution des étoiles et de l'univers.
«Quand les étoiles explosent, elles dispersent de la matière dans l'espace. Éventuellement, la gravité provoque la contraction de la matière pour former une nouvelle étoile qui pourrait avoir une planète comme la Terre en orbite autour d'elle», explique Jeff Cooke.
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