“Presque tout ce qui nous entoure provient d’étoiles mourantes”, a déclaré Ashall dans un communiqué de presse. « Nous sommes faits de poussière d’étoiles. Être capable d’étudier ce fait – de quoi nous sommes faits – en détail, et de comprendre d’où viennent les éléments qui nous entourent, est vraiment incroyable.
Les étoiles produisent des éléments lourds par le processus de nucléosynthèse stellaire. Lorsque les étoiles brûlent, meurent et explosent, des réactions thermonucléaires se produisent à l’intérieur d’elles.
Les supernovae sont l’un des endroits où la température et la densité sont les plus élevées de l’univers. Le matériau des étoiles brûle et brûle pour former des éléments de plus en plus lourds, de l’hydrogène à l’hélium, de l’hélium au carbone, du carbone à l’oxygène, etc., tout au long du tableau périodique jusqu’au fer.
Lorsque les étoiles explosent enfin, elles rejettent tout ce matériau dans l’univers à des vitesses allant jusqu’à 30 % de la vitesse de la lumière pour créer la prochaine génération d’étoiles et de planètes. “C’est ainsi que la planète et tout ce qui nous entoure peut contenir tous ces éléments lourds”, a déclaré Ashall. “Ils ont été fabriqués dans des étoiles mourantes.”
Il est largement admis que la plupart des éléments lourds de l’univers sont fabriqués par nucléosynthèse stellaire, mais Ashall veut en savoir plus – pour tracer des éléments particuliers aux variétés de supernovae là-bas et pour mesurer à quels niveaux ces éléments sont fabriqués par le étoiles.
À la recherche de manganèse, de chrome, de cobalt et de nickel
Dans son premier projet, le scientifique cherchera des éléments couramment trouvés sur terre, tels que le manganèse, le chrome, le cobalt et le nickel, en focalisant le télescope James Webb sur une supernova en particulier : une naine blanche de troisième génération intitulée SN2021aefx, qui a explosé il y a un an dans la galaxie spirale NGC1566, également connue sous le nom de Danseuse espagnole.
Ashall utilisera le télescope pour collecter des données d’imagerie et de spectroscopie sur des éléments à l’intérieur de SN2021aefx. La spectroscopie consiste à examiner les spectres produits par un matériau lorsqu’il interagit avec ou émet de la lumière en décomposant la lumière en ses couleurs composantes, selon la NASA.
“La spectroscopie nous renseigne sur différentes lignées élémentaires”, a déclaré le chercheur. “S’il y a une ligne, nous savons que l’élément est là.”
Le deuxième projet d’Ashall se concentrera sur la détection du monoxyde de carbone et du monoxyde de silicium, également des éléments constitutifs de la vie dans l’univers, dans les supernovae à effondrement de cœur.
Les supernovae à effondrement de cœur sont des étoiles massives mourantes de plus de huit fois la masse de notre soleil. Lorsque ces étoiles meurent, elles s’effondrent sur elles-mêmes et produisent une explosion plus de 100 milliards de fois plus brillante que le soleil.
En utilisant les observations faites par le télescope spatial James Webb, Ashall s’efforcera non seulement de trouver des éléments lourds, mais aussi d’enquêter sur le moment où ils ont été éjectés par l’explosion de la supernova.
“Lorsque nous mesurons ces lignes, nous pouvons déterminer les vitesses de l’explosion”, a déclaré Ashall. “Alors nous comprendrons à quelle vitesse ces éléments sont projetés dans l’univers.”
En commençant par la supernova unique de type Ia, Ashall espère construire un échantillon de différentes variétés de supernovae pour produire des statistiques significatives sur leur rôle en tant que fabricants d’éléments.
“Si nous ne trouvons pas ces éléments provenant de supernovae, alors nous devons réévaluer ce que nous savons sur la façon dont les étoiles meurent et comment ces éléments sont libérés dans l’univers”, a déclaré le scientifique.
