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Supernova dans un verre d'eau

24/02/2012

Une instabilité hydrodynamique fondamentale, jouant un rôle déterminant dans l’explosion des étoiles massives, vient d’être mise en évidence par une équipe française conduite par Thierry Foglizzo astrophysicien à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) du CEA à Saclay grâce à une expérience très simple utilisant l'analogie entre les ondes sonores au sein d’un gaz et le mouvement des vagues à la surface de l'eau.

Dans un bassin alimenté à la périphérie et épousant la forme d'un puits de potentiel gravitationnel, l'écoulement d'eau initialement symétrique se transforme progressivement en mouvement oscillatoire. Ce phénomène est identique, à une échelle un million de fois plus petite, à celui qui conduit à l'éjection d'une étoile à neutrons lors d'une explosion de supernova. (Crédit CEA-SN2NS).

L’expérience, basée sur l’écoulement d’une mince couche d’eau permet de reproduire et d’étudier un analogue des instabilités provoquant une profonde asymétrie dans l’explosion d’une étoile et la naissance d'une étoile à neutrons en dépit de conditions initiales sphériques. Jusqu’ici, ces instabilités n’avaient pu être étudiées que par des simulations numériques. Avec cette expérience, les chercheurs ont pu établir un parallèle inattendu et spectaculaire entre un phénomène familier, le mouvement de l’eau, et la dynamique du gaz stellaire qui gouverne l’explosion d'une étoile. Ces travaux, qui mêlent de manière originale, théorie, simulations numériques et analogie expérimentale d'un même phénomène astrophysique, font l’objet d’une publication dans la revue Physical Review Letters du 3 février 2012.

La réalisation de deux nouveaux prototypes par les services techniques du CEA-Irfu devrait être achevée en septembre 2012. Pour l’heure, le dispositif a été proposé au Palais de la Découverte dans le cadre de futures animations et expositions qui verront prochainement le jour sur le thème de l’Astrophysique et de l’Univers.

 

Pour en savoir plus :

Le faits marquant en ligne sur le site de l'Irfu

Le communiqué de presse du CEA

L'article publié dans la revue Physical Review Letters du 3 février 2012