LA SUPERNOVA SN 1999 em

 
 
 
 

1/ Qu’est-ce qu’une Supernova ?
 
 

Etoile massive ayant atteint un stade avancé de son évolution, qui explose et se manifeste temporairement par un éclat considérablement plus élevé. L’explosion d’une supernova se distingue de celle d’une nova par son ampleur bien plus importante. C’est un phénomène relativement rare ; En effet, on observe seulement, en moyenne, trois supernovae par siècle dans une même galaxie. Dans la Galaxie (la nôtre), trois supernovae ont été plus particulièrement observées au cours de ce millénaire. La plus ancienne a été vue en l’an 1054 dans la constellation du Taureau et a donné comme résidu la nébuleuse du Crabe ( Messier 1). La seconde est l’étoile nouvelle signalée par Tycho Brahe en 1572 dans la constellation de Cassioppée. Enfin la supernova de 1604 dans la constellation d’Ophiucus a été décrite à la fois par Képler et Galilée. Les supernovae s’observent plus particulièrement dans les galaxies extérieures, parce que celles ci sont très nombreuses. La première supernova extragalactique a été observée en 1885 dans la galaxie d’Andromède (Messier 31). La plus brillante qui a été observée récemment a été la supernova 1987 A qui a explosé dans le Grand Nuage de Magellan. A son maximum d’éclat une supernova peut devenir aussi lumineuse que la galaxie qui l’abrite, sa luminosité est alors 10 milliards de fois celle du Soleil. L’énergie libérée au cours du phénomène est de l’ordre de 1045 joules, et les observations spectroscopiques indiquent que la matière est éjectée avec des vitesses de l’ordre de plusieurs milliers de kilomètres par seconde. La plus grande partie de la masse éjectée constitue ce que l’on appelle un reste de supernova observé sous la forme d ‘une nébuleuse en explosion. La fraction de masse non éjecté e constitue un résidu extrêmement dense sous la forme d’une étoile à neutron décelable en tant que pulsar.
 
 

On distingue en fait deux types de supernova, qui diffèrent par leur courbe d’évolution lumineuse. Celles de type I sont les plus brillantes et leur éclat décroît plus lentement que celui des supernovae de types II qui sont, en revanche, sont plus fréquentes. Selon les hypothèses actuelles, une supernova de type I, résulte de l’évolution d’un système binaire dont l’une des composantes est une naine blanche. Celle – ci arrache progressivement par attraction gravitationnelle de la matière à sa compagne et finit ainsi par exploser. Les supernovae de type II sont des étoiles massives isolées qui explosent après épuisement de leur combustible nucléaire. Leur noyau, principalement constitué de fer, implosant brutalement lorsque les réactions thermonucléaires s’y arrêtent, alors qu’elles se poursuivent entre les couches périphériques de l’étoile, dont la structure est alors en pelures d’oignon.
 
 

2/ Intérêt astrophysique et cosmologique
 
 

Les supernovae étant la phase terminale de la vie des étoiles de masse élevée (type II, Ib et Ic) ou de certaines étoiles de faible masse (type Ia), elles présentent de nombreux intérêts pour les astrophysiciens.

Elles apportent de précieuses informations sur la structure des étoiles, leur évolution, et bien sûr leur phase terminale.

Elles enrichissent au moment de leur explosion le milieu interstellaire en éléments lourds : du carbone à l’uranium, tous les noyaux que nous connaissons sont des cendres de supernovae.

Elles participent donc directement à l’évolution chimique des galaxies. Les ondes de choc des explosions jouent aussi un rôle majeur dans l’évolution dynamique des galaxies, et en comprimant le milieu interstellaire, elles provoquent la formation de nouvelles étoiles.

Dans le cas de supernova de type Ia, il est (relativement ) facile de connaître leur luminosité absolue à 30% près ce qui n’est pas courant en astrophysique, et donc ainsi d’évaluer sa distance à 15% près. La comparaison de cette distance avec leur décalage vers le rouge (redshift) permet d’évaluer la vitesse d’expansion de l’univers - la constante de Hubble H0.

Enfin, ce sont des objets extrêmement lumineux qui sont donc visibles de très loin ce qui permet d’étudier la géométrie et la dynamique de l’univers à très grande échelle.
 
 
 
 

3/ La supernova 1999em
 
 

La supernova a été découverte par un télescope américain (université de Berkeley – Californie) de 80 cm équipée d’une caméra CCD le 29 octobre 1999. Etant inscrit sur une liste de mailing sur internet (liste Aude), on avait envie depuis quelque temps de faire une image d’une supernova à Gretz. ‘Projet fou ‘diront certains, impossible peut être mais il fallait essayer. D’autant plus qu’avec la caméra CCD on avait déjà obtenu la magnitude 15 avec environ un temps de pose de 15 secondes. La supernova était samedi 04 décembre 1999 estimé aux alentours de magnitude 14. La galaxie qui l’abritait est de magnitude 10.9 et se situait dans la constellation de l’Eridan (juste à coté d’Orion – voir carte). Après une recherche du champ de visibilité de la galaxie (opérée par Sylvain Bouley et moi-même) nous installions la caméra CCD sur le Lx 50 de la coupole. Après vérification du champ visuel (que j’avais sur une carte papier) on a accumulé une série d’environ de 12 images de la supernova. Après traitement des images chez moi (le lendemain matin) j’ai pu calculer à l’aide du logiciel PisesAtlasPrism98 la magnitude la supernova sur nos images. Après calibration et de multiples contrôles photométriques sur des étoiles calibrées, le programme m’a indiqué une magnitude 14.40 (avec +/- 0.32 d’erreur). Ces mesures ont été publiées le dimanche sur la liste Aude et Jean-Marie Llappasset (un Audien) les a transmises au Vsnet (le réseau de surveillance internationale des supernovae).

Pose de 30 s - SC 254mm F/D10 - ST6
S.Bouley - A.Leroy
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Carte de champ NGC 1637 - Logiciel Prism
 
 
 
 

Arnaud Leroy

Le 7 décembre 1999.                                                                                                                             Sommaire