Le meilleur modèle 3D d’une étoile sur le point d’exploser

[hide][/Voici le premier modèle 3-D d’une supernova qui entre dans la phase initiale de son agonie cataclysmique (GIF d’entête et vidéo plus bas). Cette simulation fait partie d’une nouvelle étude qui modifie radicalement les estimations de ce qui se passe à l’intérieur des étoiles, juste avant qu’elles explosent.

Le modèle 3D a été réalisé par W. David Arnett, professeur d’astrophysique à l’Université de l’Arizona avec Casey Meakin et Nathan Smith et Maxime Viallet de l’institut Max-Planck. Ils ont utilisé les données du Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), le premier télescope spatial capable de produire des cartes d’éléments radioactifs dans les restes ourémanents de supernova. Dans ce cas, l’élément est le titane 44, qui a un noyau instable produit au cœur de l’étoile en pleine explosion, ici la supernova Cassiopeia A.

La première carte de la radioactivité dans un rémanent de supernova, les restes d’une étoile massive qui a explosé. La couleur bleue montre la matière radioactive cartographiée par le NuSTAR qui détecte de très énergétiques rayons X émis par Cassiopeia A.

La simulation montre le turbulent mélange d’éléments qui amènent ces étoiles massives à se développer, se contracter et à éjecter de la matière juste avant leur détonation.

Dans cette image tirée de l’étude (lien plus bas) , les lignes blanches représentent la limite extérieure simulée d’une coque stratifiée d’oxygène en combustion. Les parties jaunes sont des cendres de soufre à partir du noyau en orange.

Auparavant, les modèles en 2D présentaient les étoiles comme une série de cercles concentriques, avec les plus lourds éléments, comme le fer et le silicium, au centre et les éléments plus légers, comme l’hélium, le carbone et l’oxygène, jusqu’à la surface. Ces modèles suggèrent que les étoiles se déformeraient par l’augmentation des pressions tout en atteignant des températures suffisamment élevées pour créer des neutrinos. Mais alors que les neutrinos s’échappent, il en va de même pour l’énergie de l’étoile, l’amenant à se refroidir et à se contracter davantage.

Mais le nouveau modèle, une simulation en trois dimensions de l’écoulement de la matière dans les étoiles, montre quelque chose d’un peu différent : un intérieur chaotique qui éjecte les restes de l’étoile avant l’explosion finale.

Selon David Arnett :

اقتباس :: Nous avons encore des cercles concentriques, avec les éléments les plus lourds au centre et les éléments les plus légers sur le dessus, mais c’est comme si quelqu’un avait mis une pagaie à l’intérieur pour mélanger le tout. Alors que nous nous approchons de l’explosion, nous obtenons des flux qui mélangent les matières ensemble, provoquant les mouvements particuliers de l’étoile qui crache de la matière jusqu’à ce que nous obtenions une explosion.

C’est ce qui explique la composition étrange des rémanents de supernovae, l’anneau d’éléments lourds et légers qui forment les nébuleuses autour des étoiles qui se transforme en supernova. C’est ce que les autre modèles ne pouvaient expliquer.
Une collection de nébuleuses planétaires : Le meilleur modèle 3D d’une étoile sur le point d’exploser Nbuleuses-plantaires-Geckzilla