La mort des étoiles se traduit par une explosion énorme, une supernova. Elle émet énormément d’énergie, raison pour laquelle l’événement est si brillant qu’il peut être observé à des millions d’années-lumière, depuis notre voûte céleste. Si on connaît l’existence de ce phénomène et qu’on en a déjà percé de nombreux secrets, toutes les lois physiques qui entrent en jeu ne sont pas entièrement claires. D’ailleurs, en août 2019, on découvrait encore une puissante supernova au comportement unique à notre connaissance.
Une équipe de chercheurs vient de publier, dans Science, le 1er novembre 2019, leur hypothèse expérimentale sur ce qu’il se passe vraiment au sein des étoiles au moment de leur explosion. Ils évoquent des ondes supersoniques qui, en voyageant plus vite que la vitesse du son, émettent une déflagration qui consume toute la matière stellaire en la dispersant. Au-delà de cette première constatation, les chercheurs vont plus loin encore dans leurs conclusions : le phénomène d’explosion à l’œuvre dans les supernovas pourrait aider à comprendre le Big Bang et toute autre explosion dans l’Univers.
La clé de toute explosion : les turbulences
Alors qu’ils étaient chargés par l’armée américaine de développer un nouveau moyen de propulsion supersonique pour les fusées et les avions, les chercheurs ont expérimenté en laboratoire toute une série d’explosions chimiques au sein d’un « tube à chocs turbulents ». Ils y ont créé une flamme qui, soumise à des turbulences pendant sa propagation, a déclenché une détonation d’une vitesse cinq fois supérieure à la vitesse du son. Cette démarche les a ainsi conduits à découvrir ce qui s’apparente, selon eux, à mécanisme unifié s’appliquant à toutes les explosions non-confinées de l’Univers. Le mécanisme serait valable aussi bien aux plus petites explosions qui soient, jusqu’aux plus grandes… c’est-à-dire les supernovas, mais aussi le Big Bang.
Le fameux mécanisme clé est à trouver dans le principe même de turbulence, comme chainon manquant entre la flamme et la détonation. La déflagration commence avec une simple flamme, mais elle peut rester dans cet état longtemps avant que l’explosion ait lieu. C’est lorsqu’elle est confrontée à des turbulences que la flamme s’agrandit, s’accélère brutalement, générant alors les ondes supersoniques. Ces dernières rendent la flamme toujours plus instable, provoquant in fine la détonation. Les chercheurs expliquent que ce processus est similaire à la combustion chimique, que l’on retrouve par exemple sur Terre dans nos moteurs de voiture.
La découverte s’est faite en partie par hasard, du fait de leur recherche sur la propulsion supersonique : « Nous explorions les réactions supersoniques pour la propulsion, et résultat, nous avons découvert ce mécanisme très intéressant, indique l’ingénieur mécanique et aérospatial Kareem Ahmed, dans un communiqué. Quand on a commencé à approfondir, nous avons réalisé que c’est relié à quelque chose d’aussi profond que l’origine de l’Univers. »
C’est une découverte qui permettrait d’expliquer un type de supernova en particulier : celle des naines blanches, ces sortes de cadavres d’étoiles très compacts qui peuvent rester dans cet état des millions d’années avant d’exploser. L’instant déterminant de la supernova surviendrait d’une bonne « mixture » dans la composition et la densité de la matière interne, pour provoquer assez des turbulences, des ondes supersoniques et, ainsi, l’explosion.
Si leur approche se confirmait, alors on se rapprocherait d’un modèle pouvant faire la lumière sur d’autres événements cosmiques, comme le Big Bang, parfois comparé aux supernovas dans l’énergie soudainement déployée. Ceci dit, il faut encore de nombreuses expérimentations ultérieures pour confirmer les conclusions de l’étude, d’autant qu’une importante hypothèse postule que le Big Bang n’a rien à voir avec une explosion.
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