SN 1987A

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Le rémanent de supernova 1987a dans le Grand Nuage de Magellan

SN 1987A est le nom d'une supernova qui a eu lieu dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine proche de la Voie lactée. Elle s'est produite à environ 50 kiloparsecs de la Terre, soit la supernova la plus proche depuis SN 1604, qui eu lieu dans la Voie Lactée elle-même. La lumière générée par la supernova a atteint la Terre le 23 février 1987. En tant que première supernova découverte en 1987, elle fut dénommée "1987A". Sa luminosité était à son maximum en mai, avec une magnitude apparente aux alentours de +3, puis déclina dans les mois suivants. Ce fut la première opportunité pour les astronomes modernes d'observer une supernova aussi proche, depuis l'invention du télescope.

50 kiloparsecs représentant environ 164 000 années-lumière, l'évènement cosmique en lui-même s'est en fait produit il y a 164 000 ans.

L'étude des modèles théoriques indique que 99% de l'énergie émise par les supernovæ l'est sous forme de neutrinos.

Environ trois heures avant que la lumière visible du phénomène n'atteigne la Terre, un éclat de neutrinos fut observé dans trois observatoires de neutrinos différents (Kamiokande II, IMB et Baksan). À 7H35 TU, Kamiokande détecta 11 neutrinos, IMB 8 neutrinos et Baksan 5 neutrinos, le temps d'un éclair qui dura moins de 13 secondes. Bien que le nombre de neutrinos observés soit de seulement 24 au total, il s'agissait là d'une augmentation significative par rapport au niveau normal. C'était la première fois que des neutrinos émis par une supernova étaient observés directement, et les observations concordaient avec les modèles théoriques de supernovæ prédisant que la plupart de l'énergie rayonnée par une supernova l'était sous forme de neutrinos. Les observations corroboraient également les estimations des modèles, avec un total de $1058$ neutrinos émis, pour une énergie totale de $1046$ joules.

Un autre résultat très significatif fut également déduit des données collectées : les neutrinos et antineutrinos ont mis à peu près le même temps pour parvenir jusqu'à la Terre, soit environ 164 000 ans, alors que selon la relativité générale, la gravité aurait dû augmenter le temps de trajet d'environ 5 mois. L'écart d'arrivée ne fut en fait que de 12 secondes. Ceci représentait la première preuve empirique que la matière et l'antimatière réagissent de manière similaire aux forces des champs gravitationnels, ce qui était largement prédit mais n'avait jamais pu être testé directement.

Sanduleak -69° 202, l'étoile à partir de laquelle la supernova s'est formée, était une supergéante bleue ayant une masse d'environ 20 masses solaires. Ceci entraîna la nécéssité de réviser en partie les modèles concernants l'évolution des étoiles de grande masse, ceux-ci suggérant en effet à l'époque que seules les supergéantes rouges finissaient en supernovæ.

En mai 2006, SN1987A a jouit d'un nouveau regain d'intérêt puisque des poussières rocheuses formée lors de l'explosion, qui sont les « principaux constituants des planètes et de toutes les créatures vivantes » sont entrés en collision avec l'anneau interne. Et déjà plusieurs mesures pourraient remettre en question les estimations sur les concentrations de telles poussières dans l'Univers.

[modifier] Morphologie des anneaux

Les étoiles donnant naissance à des supernovae de type II sont en général des géantes rouges, très différentes de Sanduleak -69°202. Son évolution en supernova s'explique par une perte de masse avant son explosion, ce qui peut se traduire sur un diagramme HR par un passage de supergéante rouge à supergéante bleue. Cette théorie a été confirmée par la présence de trois anneaux de gaz autour de SN1987A, le télescope Hubble ayant permis d'évaluer l'éjection de matière les constituant à environ 20000 ans avant l'explosion. La morphologie particulière de ces anneaux est une des principales caractéristique de SN1987A, les deux anneaux extérieurs et l'anneau intérieur (plus petit) forment une sorte de « sablier » l'anneau intérieur formant le col. Le mécanisme ayant conduit à la formation des anneaux est encore mal compris et plusieurs théories sont proposées :

Lors de la phase de supergéante bleue, les violents vents solaires auraient « sculpté » cette géométrie particulière dans la matière éjectée lors de la phase de supergéante rouge.
Si l'anneau central est toujours expliqué par les vents solaires, les deux anneaux extérieurs seraient « illuminés » dans le gaz éjecté par la supernova par un pulsar ou par un trou noir émettant comme un pulsar. Si l'on cherche à déterminer la position de ce pulsar à partir de la morphologie des anneaux extérieurs, on ne tombe pas sur la position de Sanduleak-69°202 mais sur un objet sombre à 0,3 année lumière de celle-ci.