L’article de Wolfgang Hillebrant et al – How to Blow a Star – sur l’explosion des supernova, et le documentaire Hyperspace, traitant de l’explosion des étoiles, rappellent que les phénomènes distants survenant à l’intérieur des objets célestes ne sont pas déconnectés de notre propre existence.
SCIENTIFIC AMERICAN
Couverture percutante
Scientific American: How to Blow Up a Star [ ASTROPHYSICS ]
It is not as easy as you would think. Models of supernovae have failed to reproduce these explosions–until recently
Le magazine Scientific American d’octobre 2006 propose l’article How to blow a Star, coiffé d’un titre choc en couverture : Catastrophysics ! Il s’ajoute à ceux déjà cités dans ce blogue… Il attire l’attention tout en étant un néologisme des plus adéquats, faisant référence de manière imagée à un secteur de recherche désigné plus sérieusement astrophysique expérimentale.
Dans le cas présent, l’explosion des supernovas, appartenant à ces objets célestes de forte taille, pourrait aussi s’inscrire dans la catégorie cataclysme ou catastrophe, même si ce type d’événement n’a pas d’impact direct sur l’existence terrestre.
Suffit-il de rappeler que la découverte d’objets célestes peut provoquer de profonds bouleversements culturels ou même des révolutions scientifiques. L’objet céleste méritant le plus de retenir l’attention à ce titre est justement l’explosion d’une supernova, observée le 11 novembre 1572 par l’astronome Tycho Brahé, qui vit alors une nouvelle étoile apparaître dans la constellation Cassiopee. Ce fut l’acte de naissance de l’astronomie moderne, une preuve outrecuidante que le ciel n’était pas fixé à jamais !
Même quatre siècles après la découverte de Tycho Brahé, cet article permet de constater que nous connaissons peu les phénomène complexes se cachant derrière l’explosion d’une supernova : qu’est-ce qui fait exploser un étoile ? Semble-t-il que ce ne soit pas si simple que nous pensons… De plus, les modélisations mathématiques et informatiques des explosions de supernova semblent avoir échoué à les reproduire jusqu’à récemment, semble-t-il. C’est ce que les auteurs nous démontrent avec clarté : une récapitulation illustrée de schémas d’une qualité exceptionnelle aussi.
ASTROPHYSIQUE EXPÉRIMENTALE
Plus près de nous qu’on pense
Il est parfois difficile d’établir un lien entre les expériences conduites en laboratoire et notre propre existence. Comment une explosion d’étoile ou de supernova pourrait-elle nous concerner, nétant qu’une phase du cycle de vie de ce type d’objets célestes, en fait ? Que représentent-ils pour nous ?
On tente justement d’établir un tel lien dans le documentaire Space de la BBC (Hyperspace en Amérique). On nous familiarise avec le cycle de vie et de mort des étoiles en nous présentant une expérience conduite en laboratoire, recréant un phénomène similaire à une explosion de supernova. Sam Neill, le présentateur de la série, conclut d’ailleurs le chapitre Star Stuff de manière étonnante :
« Je suis né dans l’espace, il y a des milliards d’années, au coeur d’un étoile que je ne connais pas ».
Un des faits étonnants concernant l’explosion d’une étoile est le déploiement d’énergie en résultant. Si vous avez déjà vu un documentaire sur la bombe H, où des séquences spectaculaires au ralenti démontrent le souffle colossal d’une bombe H – ces maisons partant au vent des kilomètres à la ronde – vous n’avez rien vu ! L’explosion d’une étoile représente des MILLLIONS de bombes H. L’activité thermonucléaire de notre Soleil s’incrit aussi dans ce genre de phénomènes ! Toutes ces activités de combustion et de fusion permettent justement de générer les matériaux qui composent notre corps, peut-on l’oublier ?
Ce documentaire est une excellente alternative si on ne désire pas se plonger dans les détails de l’article du Scientific American. Force est d’admettre que la science est aussi intéressante, même en s’inscrivant dans l’Ordre du spectacle, comme il a déjà été mentionné dans un article précédent.
SUPERNOVA MINIATURE EN LABORATOIRE
Une explosion dans un bocal
En plus de nous faire prendre conscience des conséquences de la naissance des étoiles, Neill nous introduit à Paul Drake, spécialisé dans l’astrophysique expérimentale. Il nous accorde le privilège d’être témoins de près d’une expérience tout à fait inusitée : la recréation d’une explosion de supernova dans un laboratoire ! Comme cette expérience n’est pas présentée dans l’article de Scientific American, nous la partageons ici.
On nous présente des images époustouflantes d’une supernova miniature, de 1 / 100 de pouce, sur laquelle on bombarde simultanément 60 torrents de photons émanant d’autant de faisceaux laser, avec une précision de moins de 1 / 1 000 de pouce. Les chercheurs ont recréé cette supernova miniature en fabriquant un sandwich de différents matériaux qui pourraient se retrouver dans le coeur d’une supernova.
L’ampleur des installations du Laboratory for Laser Energetics de l’Université de Rochester, où de déroule cette expérience est étonnante. Elle met aussi en relief une fois de plus ce paradoxe : bien souvent, ce n’est que dans des cathédrales souterraines immenses qu’on observe des phénomènes à une échelle minuscule ! Ce bombardement durant une infime fraction de seconde sollicite une énergie de 60 000 000 000 000 de watts, accumulée dans des banques de capaciteurs. C’est l’équivalent de 20 fois la demande de l’électricité des États-Unis à tout moment ! Les résultats de cette explosion sont filmés à une cadence élevée d’images/seconde, permettant de ramener la séquence des événements à une échelle temporelle où il est possible de visualiser à quoi ressembleraient les premiers instants de l’explosion d’une supernova, même si le phénomène se produit à très petite échelle et dans un laps de temps très court.
Les détails de l’expérience sont décrits dans l’article Star in a Jar, publié dans la revue Discover, vol. 22, no. o6, Juin 2001.
SIMILITUDES ET COMPARAISONS
Un levier de la recherche scientifique
Si le documentaire Hyperspace pique votre curiosité, des informations supplémentaires sur la dynamique de ce genre d’explosion permettent de creuser un peu plus ce phénomène, et surtout de connaître les origines de l’expérience qui y est présentée. L’article Supernova Hydrodynamics Up Close, publié par le Lawrence Livermore National Laboratory de Californie relate les travaux de Bruce Remington. Sa lecture permet notamment de constater, une fois de plus, que les similitudes et les comparaisons entre les phénomènes conduisent les scientifiques à élaborer leurs investigations.
Cette approche comparative aurait plu à l’historien des sciences Thomas Kuhn dans sa réflexion sur la structure des révolutions scientifiques, notamment au niveau des changements de paradigme, un événement isolé – lecture de magazine – pouvant mener vers une autre recherche.
Sommairement, c’est en 1995 que Bruce Remington note une similarité inattendue entre des images de deux magazines scientifiques traitant d’hydrodynamique des fluides.
En consultant l’article, vous pourrez voir que la première illustre la simulation du mélange et des éclaboussements turbulents du plasma dans une capsule de fusion, bombardée par les faisceaux puissants d’un laser intense. La seconde dépeint une modélisation informatique des mélanges de gaz durant une explosion de supervona.
Même si la première image représentait un phénomène survenant dans un espace de moins d’un dixième de millimètre de diamètre et la seconde au contraire s’étendant sur des millions de kilomètres, le comportement des fluides apparut comme virtuellement identique dans les deux cas. C’est ce qui conduisit Remington à concevoir que d’autres expériences utilisant un laser puissant pourraient reproduire le comportement des phénomènes se manifestant lors de l’explosion d’une supernova.
CONCLUSION
Depuis quelques années, l’astrophysique expérimentale conduit à des recherches de plus en plus intéressantes, contribuant à une meilleure compréhension de la naissance des objets célestes, ce tissus cosmique constituant le matériau de notre corps. Que ce soit à travers des articles scientifiques détaillés ou par l’intermédiaire de documentaires destinés au grand public, les résultats de ces recherches ont un impact indiscutable sur notre manière de nous représenter les événements et les phénomènes marquant la vie des objets célestes, ausi éloignés soient-ils.
En conséquence, de moins en moins peut-on regarder les étoiles comme des objets distants et éloignés (dans la nuit ou dans la nuit des temps…). Ne permettent-elle pas de nous rappeler, même si nos perceptions peuvent nous tromper, que le Soleil nous est aussi une étoile de jour, comme les étoiles sont des Soleils de nuit ?
Tous ces objets célestes sont intimement reliés à notre existence. Dites qu’il n’y a pas de merveilleux dans tout cela… en serez-vous capables ?
QUESTIONS
Pour laisser un commentaire
- Cet article pourrait-il vous motiver à voir le documentaire Hyperspace ?
- Aviez-vous déjà considéré que les éléments composant votre corps pouvaient provenir du coeur d’une étoile ?
- L’astrophysique expérimentale vous intéresse-t-elle un peu plus, maintenant ?
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