NASA : le télescope Hubble capture la supernova qui s’estompe dans NGC 2525
La Terre est loin d’être exempte d’influences astronomiques. Alors que les télescopes scrutent le ciel à la recherche d’astéroïdes potentiellement dangereux – et que la NASA teste des méthodes de défense planétaire – les scientifiques étudient les phénomènes météorologiques spatiaux qui pourraient perturber nos réseaux électriques et nos communications. Cependant, ce sont loin d’être les choses les plus monstrueuses et mortelles que le cosmos pourrait nous lancer, les physiciens ayant proposé une gamme de phénomènes spatiaux étranges et mortels qui peuvent frapper sans avertissement. Heureusement, les chances qu’ils frappent sont toutes infinitésimales et ne valent certainement pas la peine de perdre le sommeil – mais, en les étudiant, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur l’univers, ses origines et peut-être même l’histoire de la vie ici sur Terre.
Sursauts gamma
Lorsque des étoiles suffisamment massives atteignent la fin de leur vie et manquent de carburant, elles s’effondrent sous leur propre masse, formant un trou noir.
Ce processus, cependant, libère une énorme quantité d’énergie sous forme de rayonnement gamma, qui jaillit le long de l’axe de l’étoile dans des directions opposées – un peu comme les faisceaux d’un phare ici sur Terre.
Les sursauts gamma sont beaucoup plus puissants qu’une balise de phare, cependant, étant capables de libérer plus d’énergie en un seul coup que notre Soleil n’en émettra pendant toute sa vie.
Selon l’Agence spatiale européenne (ESA), « Certaines théories suggèrent que tout ce qui est pris dans le faisceau, à une distance d’environ 200 années-lumière, sera vaporisé ».
Des estimations plus prudentes suggèrent que, si un sursaut gamma frappait la Terre, il administrerait des niveaux mortels de rayonnement à un côté de la planète, tout en détruisant la couche d’ozone et en nous laissant vulnérables aux rayons ultraviolets de notre propre Soleil.
La surexposition aux rayons ultraviolets endommage l’ADN des cellules de la peau, entraînant des anomalies génétiques pouvant entraîner un vieillissement prématuré et un cancer de la peau.
Les astronomes pensent également que des rafales plus courtes de rayons gamma peuvent être émises lorsque les orbites de paires d’étoiles à neutrons – qui se présentent souvent sous forme de systèmes binaires – se désintègrent, les faisant se briser dans une violente collision libérant de l’énergie.
Dans certaines théories, les sursauts gamma vaporisent tout ce qui se trouve dans leur faisceau à 200 années-lumière de leur source (Image : Getty Images)
Vue d’artiste d’une étoile massive s’effondrant dans un trou noir et émettant un sursaut gamma (Photo : Nicolle Rager Fuller / NSF)
L’astronome de l’ESA, Norbert Schartel, a déclaré : « Il y a beaucoup de restes de supernova dans notre galaxie, donc je soupçonne très probablement qu’il y a eu également plusieurs sursauts gamma. »
La bonne nouvelle est que les scientifiques ne pensent pas qu’il y ait d’étoiles à moins de 200 années-lumière de la Terre qui soient destinées à devenir une supernova.
L’ESA a ajouté: « Nous ne nous attendons pas à assister à un tel événement de près! »
Même s’il y en avait, les effets ne se feraient pas non plus sentir à moins que la Terre ne soit directement dans la ligne de mire de l’axe de l’étoile donnée, ce qui rendrait le risque beaucoup plus petit pour nous.
Cependant, on pense que les sursauts gamma suffisamment proches pour avoir un impact sur la Terre se produisent tous les 5 millions d’années environ, ce qui signifie que la planète en a probablement subi environ 1 000 au cours de sa vie.
Sur la photo: des sursauts de rayons gamma sont émis dans des directions opposées, comme les faisceaux d’un phare (Image : NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith/John Jones)
Supernovae lumineuse aux rayons X
Dans un article publié le mois dernier sur le référentiel arXiv, l’astronome Ian Brunton de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign et ses collègues proposent que certains types de supernovae pourraient avoir un autre tour mortel dans leur manche.
Si une étoile en supernova est entourée d’un nuage dense de poussière et de gaz, les interactions entre les rayons gamma et les autres photons émis lors de l’explosion et ce « milieu circumstellaire » libèrent également des rayons X qui pourraient être mortels jusqu’à 160 années-lumière .
Si cela devait se produire à proximité relative de la Terre, il faudrait peut-être des mois, voire des années, pour que les émissions de rayons X nous parviennent.
Lorsqu’ils le feraient, cependant, ils appauvriraient également la couche d’ozone, permettant aux rayonnements ultraviolets nocifs du Soleil d’atteindre la surface de la Terre.
Les trous noirs sont des régions de l’espace-temps si déformées par la masse que rien ne peut échapper à leur gravité (Image : Express.co.uk)
Les scientifiques pensent que la Terre a été influencée dans une certaine mesure par les supernovae dans le passé.
Des traces relativement intactes de l’isotope radioactif ⁶⁰Fe – qui a une demi-vie de 2,6 millions d’années – ont été trouvées dans des sédiments océaniques datant de 2 à 3 millions d’années, et peuvent donc provenir de l’espace via la nucléosynthèse dans une explosion de supernova.
De plus, le système solaire se trouve dans une zone de l’espace connue sous le nom de « bulle locale », une région chaude et à faible densité de l’espace qui aurait été le résultat de nombreuses explosions de supernova à proximité il y a environ 20 millions d’années.
M. Brunton et ses collègues ont déclaré: «En combinant ces découvertes avec notre évaluation de la menace ici, il est possible qu’une ou plusieurs de ces supernovae aient interagi et aient ainsi infligé une forte dose de rayonnement X à l’atmosphère terrestre.
« Cela impliquerait que l’émission de rayons X de supernova a eu un impact notable sur la Terre et a potentiellement joué un rôle dans l’évolution de la vie elle-même. »
Le télescope spatial James Webb devrait être capable de détecter les signaux des trous noirs primordiaux, s’ils existent (Image : Getty Images)
Trous noirs primordiaux
Notre dernier méchant interstellaire est peut-être le plus spéculatif – mais de loin le plus sinistre.
Les trous noirs sont des régions où le tissu même de l’espace-temps est tellement déformé par une masse concentrée que, au-delà de leur « horizon des événements », rien – pas même la lumière – ne peut échapper à leur gravité.
Dans la compréhension conventionnelle de l’histoire cosmique, les trous noirs n’ont pas pu se former dans l’univers primitif – et ne sont apparus, formés à la suite d’explosions de supernova, qu’après la mort de la première génération d’étoiles anciennes.
Cependant, une théorie proposée pour la première fois par les physiciens soviétiques Yakov Borisovich Zel’dovich et Igor Dmitriyevich Novikov en 1966 et développée par Stephen Hawking et son collègue Bernard Carr au milieu des années 70 suggère que les trous noirs auraient pu se former relativement peu de temps après le Big Bang.
Selon eux, les fluctuations de la densité de l’univers primitif ont peut-être donné aux régions de l’espace une masse suffisante pour s’effondrer sur elles-mêmes et former des trous noirs « primordiaux ».
Bien que controversée, cette théorie a ses avantages. Par exemple, cela pourrait expliquer où se trouve toute la « matière noire » – la matière manquante nécessaire pour expliquer l’écart entre la matière visible de l’univers et le mouvement observé des étoiles et des galaxies.
De plus, certains chercheurs ont soutenu que les trous noirs primordiaux auraient pu fournir les noyaux gravitationnels autour desquels les premières étoiles et galaxies se sont formées – et également expliquer l’excès de rayonnement infrarouge que les astronomes ont détecté provenant de diverses sources éloignées à travers l’univers.
S’ils existent, nous devrions bientôt pouvoir le découvrir grâce au nouveau télescope spatial James Webb de la NASA et au prochain détecteur d’ondes gravitationnelles LISA de l’ESA, qui devraient tous deux être capables de capter les signaux des trous noirs primordiaux.
Le professeur de physique théorique Avi Loeb de l’Université de Harvard a déclaré : « Les trous noirs primordiaux pourraient constituer une fraction de la matière noire de l’univers.
« Ils pourraient tuer des gens en traversant leur corps, mais les chances que cela se produise sont infimes. »
« Les trous noirs primordiaux se seraient maintenant évaporés grâce au rayonnement de Hawking s’ils avaient moins de masse qu’un astéroïde d’un kilomètre. »
(Le rayonnement de Hawking est un mécanisme par lequel les trous noirs, de manière contre-intuitive, peuvent perdre de la masse. Il repose sur une partie d’une paire particule-antiparticule – qui se forme spontanément dans l’espace – capturée au seuil de l’horizon des événements du trou noir tandis que l’autre s’échappe .)
Une étude réalisée en 2021 par le physicien, le professeur Sohrab Rahvar de l’Université Sharif d’Iran, a noté le professeur Loeb, a révélé « qu’un trou noir primordial de masse d’astéroïde juste au-dessus du seuil d’évaporation de Hawking n’aurait pas dû entrer en collision avec la Terre au cours de sa vie ».
Si un trou noir primordial traversait votre corps – et cela, compte tenu des chances contre, ferait vraiment de vous la personne la plus malchanceuse de tous les temps – son passage ne prendrait que 0,01 milliseconde.
Cependant, pendant ce temps, cela pourrait vous faire rétrécir de plusieurs centimètres – causant de graves dommages à vos organes internes – tout en vous brûlant les entrailles le long de son chemin grâce à sa libération de photons à haute énergie lors de l’accrétion de matière.
La mort serait immédiate et tout à fait inattendue. Mais qu’en est-il du reste de la planète ?
Le professeur Loeb a déclaré: « La taille de l’horizon des trous noirs primordiaux à l’échelle d’un astéroïde est aussi petite que la taille d’un proton et leur passage chirurgical à travers la Terre générerait des ondes sismiques, mais ne laisserait aucun dommage collatéral majeur. »
Compte tenu de cela, a-t-il plaisanté, « les compagnies d’assurance ne devraient pas envisager de lister les trous noirs primordiaux parmi les catastrophes naturelles qu’elles couvrent! »
