La Supernova de Kepler a 400 ans - CPPM

Dossier de presse
La Supernova de Kepler a 400 ans !
Supernova de Kepler en rayons X, ©Chandra

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Le 8 octobre 2004… 400 ans de la Supernova de Kepler !
La supernova dite « de Kepler », du nom de l’astronome allemand Johannes
Kepler, a eu 400 ans le 8 octobre ! C’est la dernière Supernova observée dans
Notre Galaxie, la Voie Lactée. Les supernovae sont des explosions d’étoiles en fin
de vie et sont parmi les objets les plus lumineux dans l’Univers, avec les sursauts
gammas.
Les restes de la Supernova de Kepler sont observés à
une distance d’environ 20000 années lumière
.
Max Planck Institute
Si aujourd’hui, l’Univers n’est plus considéré comme immuable et statique, nous le
devons en grande partie à l’observation des supernovae (SN).
Depuis, des milliers de supernovae ont été observées. Objets célestes très
riches en information, ils permettent notamment de mesurer les distances dans
l’Univers. Des observations récentes indiqueraient que notre Univers est en
expansion accélérée. La théorie de la relativité d’Einstein rend compte de ce
résultat s’il existe une nouvelle forme d’énergie appelée « énergie noire ».
Un programme ambitieux de détection se met en œuvre pour confirmer et
comprendre cette avancée majeure. Il est notamment basé sur l’étude de
supernovae, à l’aide de télescopes au sol ou embarqués, à laquelle participent des
équipes marseillaises (Centre de physique des particules de Marseille et
Laboratoire d’astrophysique de Marseille).

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La Supernova de Kepler a 400 ans !
Sommaire
Les contributions de Tycho Brahé et Johannes Kepler
4
Autres supernovae historiques
7
Étude des supernovae
8
Les supernovae et la cosmologie
11
Observations modernes et énergie noire
14

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Les contributions de Tycho Brahé et Johannes Kepler
Il est difficile de dissocier les contributions de Kepler de celles de Tycho Brahé, l’astronome
danois qui a construit le plus grand observatoire de son époque. Ce qui est étonnant c’est que
chacun d’eux a eu droit à sa supernova galactique alors que nous attendons la suivante depuis
400 ans !
Tycho Brahé (1546-1601)
La contribution de Tycho Brahé à l’astronomie est énorme. Il a bouleversé la pratique
observationnelle. Non seulement il a dessiné et construit des instruments, mais il les ajustait et
vérifiait leur précision régulièrement. Avant lui, les astronomes observaient les positions des
planètes et de la Lune à certains points de leurs orbites (opposition, quadrature, station).
L’équipe de Tycho Brahé observent l’orbite complète avec une précision qui permet à Kepler
de mettre en évidence la trajectoire elliptique des planètes. Tycho Brahé est aussi le premier
astronome à corriger de la réfraction atmosphérique, améliorant la précision des mesures de
15 arc-minutes à moins de 2 arc-minutes !
Les observations de la « nouvelle étoile » de 1572 et de la comète de 1577 ont établi de
manière précise que ces corps étaient au-delà de la Lune, réfutant ainsi la théorie
aristotélicienne que la sphère céleste était immuable. Désormais, le ciel peut changer aussi et
la division aristotélicienne entre les régions du Ciel et de la Terre est une théorie qui ne
tiendra plus longtemps (cf par exemple le Dialogue de Galilée).
La SN de 1572, à environ 16000 années lumière dans la
constellation Cassiopée, est appelée SN de Tycho. Ci-dessous,
l’image en rayons X du satellite Rosat des restes gazeux de cette
SN dont les émissions optiques sont faibles.
Steven L. Snowden, NASA/GSFC/USRA

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Si les comètes sont dans le ciel, elles bougent aussi dans le ciel. Jusque-là, la croyance était
que les planètes étaient portées par des sphères matérielles. Les observations de Tycho Brahé
montrent que cet arrangement n’est pas possible parce que les comètes traversent ces sphères.
La théorie des sphères célestes s’évanouit entre 1575 et 1625.
La dichotomie entre le monde sublunaire corrompu et changeant, et le ciel parfait et immuable
disparaît ; les esprits peuvent mieux accepter le modèle d’un arrangement héliocentrique des
planètes, proposé par Nicolas Copernic dès 1543. Cependant Tycho Brahé n’était pas
Copernicien, il a cherché de nombreuses raisons pour ne pas accepter la théorie
héliocentrique, en partie, pour ne pas abandonner le concept aristotélicien d’une notion
absolue de la position. Les corps célestes tombent vers leur place naturelle, la Terre, qui est le
centre de l’Univers. Si la Terre n’est pas le centre de l’Univers, alors la physique connue de
l’époque, ne peut tenir. Tycho Brahé a essayé de combiner les deux modèles et sa version de
l’Univers connut son heure de gloire auprès de tous ceux qui, à l’époque, ne pouvaient
accepter l’alternative copernicienne.
L’Univers selon Tycho Brahé : le Soleil et la Lune tournent
autour de la Terre, mais Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne
tournent autour du Soleil. La comète de 1577 est située sur une
trajectoire circulaire entre Vénus et Mars.
Johannes Kepler (1571-1630)
Dessin par Kepler de position de la supernova 1604
(N) dans la Constellation Ophiocus le Serpentaire