Compréhension d'un article sur l'explosion des Supernovae

[Xenthys]

Bonjour à tous,

J'aurais besoin de votre aide pour la compréhension d'un article de physique de deux pages qui est ici et : http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0702351v1.pdf.

Je vous dis ce que j'en ai compris mais le problème c'est que même en mettant les morceaux bout à bout, j'ai du mal à voir la relation entre les deux. Mon problème vient essentiellement des deux graphiques que je n'arrive pas à interpréter. Tout d'abord, l'auteur explique la formation des supernovas par accrétion de la masse provenant d'une étoile compagnon qui augmente l'instabilité gravitationnelle de la naine blanche qui finit par exploser projetant dans un premier temps ses couches externes de silicium puis (environ 1 an plus tard) ses couches plus profondes et riches en Nickel 56 qui finit par se désintégrer de façon classique en donnant des ondes radioactives.

Le premier graphique parle de la masse brûlée de certaines espèces (Si et Ni pour résumer si on fait l'hypothèse simplificatrice que NSE= Ni et IME=Si comme il semble le faire) en fonction d'un paramètre bizarre qui peut être plus ou moins considéré comme la luminosité de ... quoi? De la masse des éléments en question? De la supernova (ça n'aurait pas de sens parce que ça signifierait que la distinction NSE et IME pour une même supernova n'existerait pas mais en même temps, je ne comprends pas comment on peut mesurer la luminosité de deux ensembles différents appartenant à la même étoile, à moins que ces ensembles ne soient vraiment dissociés ...)? L'auteur arrive ensuite à trouver des fonctions (en faisant des régressions) qui permettent de trouver une loi entre la masse et delta m15. Je ne comprends pas finalement à quoi cela lui sert dans l'article : peut-être qu'il s'agit uniquement de mieux comprendre le méchanisme d'explosion comme le titre l'indique mais ça m'a l'air plutôt gratuit et pas du tout une étape intermédiaire pour plus tard.

Le deuxième graphique est complètement obscur à mes yeux et la légende n'est pas du tout claire. Pourquoi dire que L est calculée de façon proportionnelle à M(Ni) alors que ça n'a strictement rien à voir (luminosité=masse?!). Je ne comprends pas non plus très bien ce que signifie LC width (est-ce la période de la courbe de lumière pour une supernova?) et encore une fois je ne comprends pas la conclusion de ce graphique ou ce qu'on peut en tirer.

Merci d'avance pour vos explications, aussi petites soit-elles, parce qu'elles m'aideraient bien à avancer !
-----

[Xenthys]

Quelqu'un? Au moins juste l'explication de LC width ça m'aiderait pas mal ... Je crois que c'est la largeur du pic dans la courbe de lumiere de la supernova de type Ia mais si vous pouviez le confirmer, ce serait super!

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,

J'aurais besoin de votre aide pour la compréhension d'un article de physique de deux pages qui est ici et : http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0702351v1.pdf.

Je vous dis ce que j'en ai compris mais le problème c'est que même en mettant les morceaux bout à bout, j'ai du mal à voir la relation entre les deux. Mon problème vient essentiellement des deux graphiques que je n'arrive pas à interpréter. Tout d'abord, l'auteur explique la formation des supernovas par accrétion de la masse provenant d'une étoile compagnon qui augmente l'instabilité gravitationnelle de la naine blanche qui finit par exploser projetant dans un premier temps ses couches externes de silicium puis (environ 1 an plus tard) ses couches plus profondes et riches en Nickel 56 qui finit par se désintégrer de façon classique en donnant des ondes radioactives.

Pas un an plus tard.

La détonation atteint la surface de la naine blanche en ~1 s. Toute les réactions nucléaires de fusion et d'absorption de neutrons ont lieu dans ce laps de temps et cela forme environ o=une demi-masse solaire de noyaux dans la vallée de 60 nucléons, ce qui correspond à une "combustion complète" (-> production de NSE) de la matière nucléaire. L'un deux st majoritaire, le nickel 56 qui est instable de demi vie courte (6 j), il rayonne puissamment dans les gamma ce qui chauffe l'enveloppe. Mais ce rayonnement est masqué par les couche périphériques qui n'ont subit qu'une "combustion incomplète" (->production de IME : Si, Ca...). Il faut environ une semaines pour que ces couches périphériques se diluent suffisamment pour laisser échapper le rayonnement des couches profondes chauffées par la décroissance du Ni-56 (puis de son fils, le Co-56 de période dix fois plus longue 77 j). La luminosité totale de la SN est étroitement liée à la valeur de la masse o de son éjectât de Ni-56

Le premier graphique parle de la masse brûlée de certaines espèces (Si et Ni pour résumer si on fait l'hypothèse simplificatrice que NSE= Ni et IME=Si comme il semble le faire) en fonction d'un paramètre bizarre qui peut être plus ou moins considéré comme la luminosité de ... quoi? De la masse des éléments en question? De la supernova (ça n'aurait pas de sens parce que ça signifierait que la distinction NSE et IME pour une même supernova n'existerait pas mais en même temps, je ne comprends pas comment on peut mesurer la luminosité de deux ensembles différents appartenant à la même étoile, à moins que ces ensembles ne soient vraiment dissociés ...)?

Le graphique en Z comme Zorro permet justement de discuter de la fraction o (ce sont les ronds pleins sur la diagonale). Il se lit de droite à gauche en terme de luminosité : plus la masse o est grande, plus ça brille, la masse de noyau stable représentée par les rond vide étant en gros constante dans toutes les SNIA.

On mesure la valeur relative des masses éjectée dans chaque compartiment par spéctroscopie : les raies spectrales propre à chaque éléments sont d'autant plus prononcée que l’élément est abondant sur la ligne de visée et cela permet de mesurer leur masses.

L'auteur arrive ensuite à trouver des fonctions (en faisant des régressions) qui permettent de trouver une loi entre la masse et delta m15. Je ne comprends pas finalement à quoi cela lui sert dans l'article : peut-être qu'il s'agit uniquement de mieux comprendre le méchanisme d'explosion comme le titre l'indique mais ça m'a l'air plutôt gratuit et pas du tout une étape intermédiaire pour plus tard.

L'enjeu est le suivant : est ce que toute les SNIA brillent de la même façon, et sin non, comment corriger au mieux la luminosité en la corrélant avec un facteur mesurable, ici le ratio des compartiments de la nucléosynthèse : noyaux stables Fe/Ni, Ni-56 et fils/noyaux intermédiaires).

On rappelle que la luminosité des SNIA sert de chandelle standard en cosmologie. L'effort de modélisation st donc très important dans ce domaine.

Le deuxième graphique est complètement obscur à mes yeux et la légende n'est pas du tout claire. Pourquoi dire que L est calculée de façon proportionnelle à M(Ni) alors que ça n'a strictement rien à voir (luminosité=masse?!). Je ne comprends pas non plus très bien ce que signifie LC width (est-ce la période de la courbe de lumière pour une supernova?) et encore une fois je ne comprends pas la conclusion de ce graphique ou ce qu'on peut en tirer.

Une SNIa connait un pic de luminosité : ça augmente fortement, puis ça décroit. On définit une largeur de courbe à un la hauteur de un écart type (LC width). Si la courbe est large, cela signifie que la SNIa brille longtemps et on corréle cette mesure avec la luminosité du pic. Comme on peut s'y attendre, les courbes large sont les plus hautes, et l'intérêt est que une mesure sur la largeur de la courbe permet de correctement en inférer la hauteur. Ce qui encore une fois répond à ce besoin de les valider comme chandelles standards.

[Xenthys]

Merci beaucoup pour ton explication, c'était très clair. J'avais un peu de mal à saisir quelques concepts sachant que je ne fais de l'astrophysique que depuis deux mois.

[A voir en vidéo sur Futura]