Après les kilonovae, voici les micronovae, un nouveau type d'explosion d'étoiles

Les micronovae sont des explosions similaires aux novae, mais à plus petite échelle et plus rapides, ne durant que quelques heures, selon un communiqué de l'ESO annonçant la découverte d'une nouvelle classe de novae, s'ajoutant à celle plus récente des kilonovae qui sont, elles, des collisions d'étoiles à neutrons. Les micronovae se produisent sur certaines naines blanches dotées de champs magnétiques puissants.

Comme Futura l'a déjà expliqué, notamment dans un dossier, c'est à la fin du XVIe siècle que les astronomes Tycho Brahe et Johaness Kepler ont introduit le terme de nova stella, qui veut dire « étoile nouvelle » en latin. En effet, cela était rendu nécessaire suite à l'apparition transitoire de nouvelles étoiles sur la voûte céleste, étoiles qui n'étaient mentionnées par aucun des catalogues stellaires hérités de la science grecque. Mais il a fallu attendre les développements de l'astrophysique au XXe siècle pour que l'on commence à comprendre ce qui se cachait derrière ces curieux phénomènes et que l'on fasse la distinction entre les novae et les supernovae, grâce aux travaux de Walter Baade et Fritz Zwicky au cours des années 1930. C'est peu de temps après que furent également découvertes les premières sous-classes de supernovae aujourd'hui célèbres, les SN I et les SN II de la fameuse classification conçue par l'astronome germano-américain Rudolph Minkowski et Fritz Zwicky, le célèbre et bouillonnant astronome suisse.

Mais, revenons à la dichotomie initiale des « novae stellae ».

On sait donc aujourd'hui qu'à la différence des supernovae, les novae sont des explosions qui ne conduisent pas (ou rarement) à la destruction de l'étoile génitrice ou qui ne produisent pas une étoile à neutrons ou un trou noir. Dans le cas d'une nova, tout commence par une naine blanche dans un système binaire qui accrète de l'hydrogène en provenance de son étoile compagne jusqu'à ce que la pression et la température en surface deviennent suffisantes pour enclencher une réaction de fusion thermonucléaire explosive. Rappelons qu'une naine blanche est un cadavre stellaire qui est le destin final de toutes les étoiles contenant moins de 8 masses solaires. Notre Soleil finira dans cet état sous la forme d'un astre hyperdense contenant sa masse dans un volume de la taille de la Terre, décrit par des effets quantiques et relativistes.

Lorsqu'une nova survient, la luminosité de la naine blanche est alors multipliée par 10.000 pendant quelques jours. Le processus peut se répéter : on sait par exemple que RS Ophiuchi a explosé six fois en un siècle. Les novae sont donc récurrentes car comme on l'a dit, l'explosion ne détruit pas la naine blanche.

Aujourd'hui, le bestiaire des novae vient de s'étendre suite à une publication dans le journal Nature réalisée par une équipe d'astronomes qui, avec l'aide du Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (VLT de l'ESO), a observé un nouveau type d'explosion stellaire que les chercheurs ont baptisé des micronovae. Elles se produisent comme leurs cousines avec des naines blanches accrétant de la matière d'une étoile dans un système binaire.

Comme l'explique Nathalie Degenaar, astronome à l'Université d'Amsterdam aux Pays-Bas, dans un communiqué de l'ESO, c'est grâce au satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) que tout a commencé pour ses collègues et elle : « En examinant les données astronomiques collectées par Tess de la Nasa, nous avons découvert quelque chose d'inhabituel : un flash lumineux de lumière optique qui a duré quelques heures. En cherchant plus loin, nous avons trouvé plusieurs signaux similaires. » Tess a révélé trois autres micronovae dont deux étaient clairement associées à des naines blanches mais il a fallu utiliser l'instrument X-shooter sur le VLT de l'ESO pour déterminer l'origine de la troisième explosion et confirmer que, là aussi, une naine blanche était impliquée.

Toujours dans le communiqué de l'ESO, on apprend que les chercheurs ont déterminé que l'explosion thermonucléaire qui se produit à la surface des naines blanches, bien que moins puissante que celle d'une nova classique, n'en convertit pas moins jusqu'à l'équivalent de la masse de 3,5 milliards de Grandes Pyramides de Gizeh en énergie et en quelques heures seulement. Rappelons que la masse de la grande pyramide de Khéops sur le plateau de Gizeh au Caire, est d'environ 5.900.000.000 kg.

Pour Simone Scaringi, astronome à l'université de Durham au Royaume-Uni, qui a dirigé l'équipe à l'origine de la découverte des micronovae : « Le phénomène remet en question notre compréhension de la manière dont se produisent les explosions thermonucléaires dans les étoiles. Nous pensions le savoir, mais cette découverte propose une manière totalement nouvelle de les réaliser. » Co-autrice de l'article de Nature, Nathalie Degenaar explique que l'on sait cependant déjà que dans le cas des micronovae : « De telles détonations font brûler et briller toute la surface de la naine blanche pendant plusieurs semaines. » Son collègue, Paul Groot, astronome à l'université Radboud aux Pays-Bas, précise toutefois que : « Pour la première fois, nous avons vu que la fusion de l'hydrogène peut également se produire de manière localisée. L'hydrogène peut être contenu à la base des pôles magnétiques de certaines naines blanches, de sorte que la fusion ne se produit qu'à ces pôles magnétiques. Cela conduit à l'explosion de bombes à micro-fusion, qui ont environ un millionième de la force d'une explosion de nova, d'où le nom de micronova. »

Il nous reste bien des choses à apprendre sur les micronovae qui sont probablement plus répandues qu'on ne le pense, ce qui doit permettre de nombreuses autres observations les concernant. Comme l'explique finalement Simone Scaringi : « La réponse rapide de télescopes tels que le VLT ou le New Technology Telescope de l'ESO et la suite d'instruments disponibles nous permettront de découvrir plus en détail ce que sont ces mystérieuses micronovae. »