Retour

Étudier les supernovae… 2000 mètres sous terre

À des dizaines d'années-lumière du système solaire, une étoile meurt dans une imposante explosion lumineuse. C'est une supernova, l'objet d'étude du physicien Clarence Virtue de l'Université Laurentienne dans le Nord de l'Ontario, qui tente de comprendre ce phénomène stellaire plus de deux kilomètres sous la surface du sol.

Un texte de Miriane Demers-Lemay

« Étudier les supernovae permet de répondre à plusieurs questions sur l’univers », affirme le physicien de l'Université Laurentienne, à Sudbury, Clarence Virtue, qui étudie ce phénomène depuis 20 ans.

Une supernova crée et disperse les éléments lourds dans l’Univers.

Parmi ces éléments, se trouvent entre autres la silice, le sodium, le potassium, le calcium et le fer.

Ces éléments ont été intégrés à la formation d’autres étoiles et de planètes. Ils ont permis l’apparition de la vie sur Terre, ajoute le chercheur.

Une supernova peut être aussi brillante qu’une galaxie pendant des mois, explique le chercheur.

Et pourtant, cette lumière constitue moins de 1 % de l’énergie libérée par l’explosion.

Plus de 99 % de l’énergie est libérée dans les 10 premières secondes de l’explosion sous forme de neutrinos.

Les neutrinos, ces messagers de l’espace

Les neutrinos sont des particules infiniment légères et sans charge électrique. Ils n’interagissent pratiquement pas avec la matière, contrairement à la lumière et d'autres rayons cosmiques.

Cela signifie que les neutrinos traversent pratiquement tous les obstacles célestes sur leur passage sans être altérés.

« Le soleil émet 100 milliards de neutrinos par cm2 par seconde. Tous ces neutrinos traversent notre corps sans s’arrêter », explique M. Virtue.

Grâce à cette propriété, les neutrinos arrivent pratiquement intacts de leur voyage cosmique à la surface de la Terre.

Ils constituent donc d’excellentes sources d’informations pour décoder l’Univers.

Mais ces mêmes propriétés rendent ces particules incroyablement difficiles à détecter.

La Terre est aussi assaillie de particules et de rayons cosmiques qui créent un « bruit de fond », qui couvre les faibles signaux émis par les neutrinos.

Étudier les neutrinos implique donc de travailler avec des détecteurs très puissants situés sous terre.

Étudier le ciel sous la terre

Deux de ces détecteurs souterrains de neutrinos sont situés dans l’Observatoire de neutrinos de Sudbury, le SNOLAB, dans le Nord de l’Ontario.

Deux kilomètres de roches bloquent ainsi la majorité du « bruit de fond », permettant de capter au passage les neutrinos d’éventuelles supernovae.

Le SNO+ est une grosse sphère de 12 mètres de diamètre remplie d’eau pure, laquelle sera bientôt remplacée par un autre liquide plus sensible aux neutrinos, selon M. Virtue.

Le HALO (Helium and Lead Observatory) est constitué de 80 tonnes de plomb.

« Ces détecteurs permettent de recueillir des informations comme l’intensité, l’énergie et le type de neutrinos provenant des supernovae », précise le physicien.

« Ces informations pourraient nous permettre de valider des modèles sur le processus de création des supernovae », ajoute-t-il.

Si ces détecteurs sont à la fine pointe de la technologie, ils ne sont toutefois pas assez puissants pour détecter les supernovae lointaines. Or, les supernovae ont lieu environ trois fois chaque siècle dans notre galaxie.

La dernière d'entre elles a eu lieu il y a 30 ans, selon le chercheur.

C’est également cette supernova, nommée « 1987-A », qui a permis de détecter pour la première fois des neutrinos provenant d’une supernova. La prochaine pourrait aussi bien avoir lieu demain que dans 40 ans.

En attendant, Clarence Virtue collabore à la construction de détecteurs de neutrinos plus grands et performants.

Le prochain projet en lice consiste en la construction d'un détecteur de plus de 1000 tonnes de plomb en Italie.

« C’est fascinant la quantité d’informations qu’on a réussi à tirer de la dernière supernova au cours des dernières années », dit-il avec satisfaction.

Pour exercer ce métier, il faut néanmoins être « astronomiquement » patient.

Plus d'articles

Commentaires