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Une supernova marque la fin d'une étoile : une implosion de quelques millisecondes, puis une explosion dont l'éclat peut durer des mois et dépasser celui de milliards d'astres réunis. Ce quiz parcourt les deux grands mécanismes, thermonucléaire et effondrement de cœur, la classification par le spectre, la désignation officielle et les explosions historiques, de 1006 à nos jours. Des questions faciles pour commencer, puis des détails que seuls les passionnés d'astronomie connaissent.
Les 30 questions avec réponses et explications. Jouer au quiz
Q 01Que signifie l'adjectif latin « nova », à l'origine du mot supernova ?
Nouvelle
Le mot s'est d'abord écrit « super-nova », avec un trait d'union qui a peu à peu disparu.
Q 02Quel nom porte la nébuleuse née de la supernova observée en 1054 par des astronomes chinois ?
Crabe
Située dans la constellation du Taureau, elle compte parmi les vestiges jeunes : l'éclat de l'explosion a atteint la Terre il y a moins de mille ans.
Q 03Quel cadavre d'étoile explose lors d'une supernova dite thermonucléaire ?
Naine blanche
L'autre grand mécanisme, l'effondrement de cœur, concerne une étoile massive qui est encore le siège de réactions nucléaires au moment de son implosion.
Q 04De quel élément est constitué le cœur d'une étoile massive au moment où il s'effondre ?
Fer
Cet élément est le plus stable : sa fusion comme sa fission consomment de l'énergie au lieu d'en produire, ce qui prive l'étoile de quoi soutenir ses couches supérieures.
Q 05Quel phénomène l'onde de choc d'une supernova favorise-t-elle dans le milieu interstellaire ?
La formation d'étoiles
L'explosion libère aussi les éléments chimiques que l'astre a synthétisés au cours de son existence, qui se diffusent ensuite dans l'espace.
Q 06Quel astre naît du cœur d'une étoile massive quand les protons capturent ses électrons ?
Étoile à neutrons
L'objet formé ne mesure que 10 à 20 km de diamètre, pour une densité comparable à celle d'un noyau atomique.
Q 07Dans la Voie lactée, le taux de supernovas est estimé à une à trois par quelle période ?
Siècle
À l'échelle de l'Univers observable, il s'en produit pourtant une toutes les deux ou trois secondes.
Q 08À quoi servent en cosmologie les supernovas de type Ia, à la luminosité très régulière ?
Chandelles cosmiques
On distingue pourtant quatre groupes de type Ia, dont l'abondance relative a changé au fil des milliards d'années, ce qui pourrait compliquer cet usage.
Q 09Qu'ont découvert les physiciens en 1998 en observant des supernovas de type Ia lointaines ?
L'expansion de l'Univers s'accélère
Deux programmes spécialisés ont mené ces observations : le Supernova Cosmology Project et le High-Z Supernovae Search Team.
Q 10Dans quelle galaxie a été observée SN 1885A, première supernova de l'ère télescopique ?
Andromède
Visible à l'œil nu, elle fut décrite à l'époque comme une simple « nova » : le mot supernova n'existait pas encore.
Q 11L'absence de quel élément dans son spectre range une supernova dans le type I ?
Hydrogène
Cette classification historique repose sur le spectre et reflète mal la physique : seul le type Ia est thermonucléaire, tous les autres étant à effondrement de cœur.
Q 12En quoi le cœur de l'étoile s'effondre-t-il directement lors d'une hypernova ?
Trou noir
Deux jets de plasma extrêmement énergétiques sont alors émis le long de l'axe de rotation, à une vitesse proche de celle de la lumière.
Q 13Que signifie la lettre A dans la désignation de la supernova SN 1987A ?
Première découverte de l'année
Q 21Quel vestige de supernova, vieux d'un peu plus de 300 ans, fut identifié rétrospectivement ?
Cassiopeia A
L'explosion, vers 1680, n'apparaît dans aucun travail d'astronome de l'époque, sans doute en raison de l'absorption par le milieu interstellaire.
Q 22Dans quelle nébuleuse a été repérée en 1987 la plus brillante supernova observée en 400 ans ?
Tarentule
Cette nébuleuse aux vastes nuées de gaz n'appartient pas à la Voie lactée, mais à une galaxie voisine.
Q 23Quel troisième mécanisme de supernova, encore incertain, toucherait les étoiles très massives ?
Production de paires
SN 2006gy, dont l'éclat dépassait d'environ cinq fois celui de toutes les supernovas observées jusque-là, pourrait en être un exemple.
Après la lettre Z, les désignations passent à deux minuscules : aa, ab, et ainsi de suite.
Q 14Sous quelle forme une supernova à effondrement de cœur émet-elle presque toute son énergie ?
Neutrinos
En lumière, c'est l'inverse : les supernovas de type I sont, toutes proportions gardées, considérablement plus brillantes que celles de type II.
Q 15Que désigne la lettre P dans le type de supernova IIP ?
Plateau
Ce sous-type se reconnaît à sa courbe de lumière, qui marque un palier ou une phase de décroissance lente, là où celle du type IIL décroît linéairement.
Q 16D'où provient toute l'énergie de l'explosion d'une supernova à effondrement de cœur ?
Contraction gravitationnelle
Cette énergie gagne ensuite l'extérieur sous plusieurs formes, dont l'onde de choc et l'échauffement de la matière.
Q 17Dans quelle constellation a brillé SN 1006, supernova la plus brillante des temps historiques ?
Loup
Comme plusieurs supernovas anciennes, elle fut visible à l'œil nu et le témoignage de son observation est parvenu jusqu'à nous.
Q 18À combien de masses solaires environ s'élève la masse de Chandrasekhar ?
1,4
Quand le cœur d'une étoile massive atteint ce seuil, la pression de dégénérescence des électrons est dépassée : il se contracte et s'effondre sur lui-même.
Q 19Avec quel astronome Walter Baade a-t-il employé pour la première fois le terme « supernova » ?
Fritz Zwicky
Les deux hommes l'ont fait en 1933 ou 1934, lors du congrès annuel de la société américaine de physique.
Q 20De quel pays est originaire Victor Buso, qui a saisi par hasard le début de SN 2016gkg ?
Argentine
Cet astronome amateur calibrait simplement son nouveau matériel, en septembre 2016, quand il a capturé les images de la phase initiale de l'explosion.
Q 24Dans quelle constellation Johannes Kepler a-t-il observé la supernova de 1604 ?
Ophiuchus
L'astronome a décrit l'évènement dans un écrit latin, sous l'expression « stella nova ».
Q 25Quel physicien dirigeait le Supernova Cosmology Project ?
Saul Perlmutter
La mise en place de tels programmes spécialisés, à partir de 1997, a fait bondir le nombre de supernovas découvertes chaque année.
Q 26À combien de millions d'années-lumière se trouve NGC 1260, galaxie de la supernova SN 2006gy ?
240
Observée par Robert Quimby et Peter Mondol, cette supernova a été étudiée avec les télescopes Keck, à Hawaii, et Lick, sur le mont Hamilton.
Q 27Combien de supernovas ont été découvertes en 1997, contre 96 l'année précédente ?
163
Ce bond coïncide avec la mise en place de programmes consacrés à la recherche de ces objets, notamment les supernovas thermonucléaires.
Q 28De quel mot anglais vient le « p » minuscule accolé au type de certaines supernovas ?
Peculiar
Cette lettre signale des particularités spectroscopiques : SN 1987A, par exemple, est ainsi de type IIp.
Q 29À combien de milliards d'années-lumière se situe DES16C2nm, hypernova découverte en août 2016 ?
10,5
Repérée par le Dark Energy Survey, elle était alors l'hypernova la plus ancienne et la plus lointaine jamais recensée.
Q 30En quelle année a-t-il fallu pour la première fois désigner une supernova par deux lettres ?
1982
Cette supernova, observée dans la galaxie NGC 6052, arrivait après les 26 premières de l'année, qui reçoivent chacune une capitale de A à Z.