Il y a 10 milliards d'années, les supernovae explosaient cinq fois plus souvent qu'aujourd'hui

C'est assurément une exceptionnelle moisson que le téléscope japonais Subaru vient de livrer. En effet, grâce à ce très puissant outil d'observation installé au sommet du volcan hawaïen désormais éteint Mauna Kea, une équipe d'astronomes japonais, israéliens et américains vient de détecter l'existence de 150 supernovae, ces étoiles qui explosent après implosion, ou bien effondrement, de leur cœur, tout en émettant au moment de l'explosion une lumière extraordinairement puissante.

Parmi ces supernovae, 12 d'entre elles sont parmi les plus anciennes supernovae jamais observées. En effet, leurs explosions, détectées par le téléscope Subaru, remontent à 10 milliards d'années. Soit finalement "peu de temps" après la création de l'Univers, puisque l'âge de ce dernier est actuellement estimé à 13,75 milliards d'années. On le voit, ces observations ont donc permis aux scientifiques d'observer ce qui se tramait dans l'Univers lorsqu'il était encore très jeune.

Voir loin pour remonter dans le passé

Comment ces scientifiques sont-ils parvenus à "voir" ce qui se passait dans l'univers il y a 10 milliards d'années ? Tout simplement parce qu'en astronomie, regarder des objets éloignés de soi revient à remonter dans le passé. En effet, lorsqu'un astronome scrute un objet avec son téléscope, ce qu'il en voit n'est que la lumière émise par l'objet en question. Or, pour élevée que soit la vitesse de la lumière, elle est toutefois loin d'être infinie, puisqu'elle est de 299 792 km par seconde dans le vide. Par conséquent, plus l'objet observé par l'astronome sera éloigné, et plus la lumière aura mis de temps pour lui parvenir. En d'autres termes, l'objet en question aura considérablement vieilli, voire aura totalement disparu, lorsque ladite lumière parviendra à l'astronome.

Téléscope Subaru : un miroir de 8,2 mètres de large

Pour parvenir à observer aussi loin dans le passé, il a donc fallu que nos scientifiques regardent exceptionnellement loin. Ce qui nécessitait de disposer d'un outil d'observation capable de détecter la très faible lumière émise par ces objets très éloignés. Certes, le téléscope Subaru et son miroir de 8,2 mètres de large est un outil très puissant. Toutefois, détecter des lumières aussi faibles n'est pas chose facile, même avec un tel outil.

Comment les chercheurs ont-ils procédé ? Tout d'abord, ils ont choisi de se cantonner à l'observation d'un champ de l'espace bien particulier, baptisé Subaru Deep Field. Soit une zone du ciel équivalente à la surface occupée par la Lune. En scrutant ainsi cette zone fixe de l'espace sur un longue durée de temps, les astronomes ont ainsi permis aux faibles lumières émises par les objets lointains de venir s'accumuler dans les récepteurs du téléscope. Un peu comme un photographe prenant une photo avec un très long temps de pose.

Résultat ? En rééditant ce processus 4 fois seulement, les chercheurs ont pu détecter l'existence de 150 supernovae au total, dont 12 d'entre elles sont parmi les plus anciennes supernovae jamais détectées puisqu'elles remontent à quelques 10 milliards d'années.

Les explosions de supernovae thermonucléaires étaient 5 fois plus fréquentes il y a 10 milliards d'années

Mais il y a plus. Car remonter ainsi dans le temps en observant l'Univers lorsqu'il n'avait "que" 3,75 milliards d'années leur a permis de découvrir qu'à cette époque, les explosions de supernovae de type thermonucléaire étaient 5 fois plus fréquentes qu'aujourd'hui (les supernovae de type themonucléaire sont l'un des deux types de supernovae, dont la spécificité est qu'elles résultent de l'explosion thermonucléaire d'un cadavre d'étoile appelé naine blanche).

Or, ce résultat est important pour deux raisons au moins. Tout d'abord parce qu'en astrophysique, les supernovae sont des "marqueurs" précieux, qui ont notamment permis aux cosmologistes de découvrir que l'Univers était en train de s'étendre. Par conséquent, obtenir des informations sur la fréquence des explosions de supernovae il y a 10 milliards d'années ne peut qu'intéresser les chercheurs qui travaillent sur l'expansion de l'Univers.

Mieux comprendre l'origine de la vie

Mais aussi parce que les supernovae sont ni plus ni moins... la source de toute vie ! Et pour cause, puisque la plupart des éléments chimiques présents sur Terre ont été formés dans les supernovae. En effet, lorsqu'elles explosent, elles libèrent dans l'espace de nombreux éléments chimiques comme du fer, du carbone, ou encore du calcium. Autant d'éléments chimiques susceptibles de venir ensuite "inséminer" les planètes existantes ou à venir. Par conséquent, mieux comprendre les supernovae permet de progresser sur dans la reconstitution de l'histoire de l'Univers et de l'apparition de la vie.

Ces travaux ont fait l'objet d'un article intitulé "Supernovae in the Subaru Deep Field: the rate and delay-time distribution of type Ia supernovae out to redshift 2", qui sera publié courant octobre 2011 dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society